基于雙峰脈沖電流電化學復合機械的平面形金屬表面的光整加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬表面加工技術，特別是平面形金屬表面的精密鏡面光整加工技術 領域。
【背景技術】
[0002] 常規平面形金屬表面拋光一般是先進行打砂或磨削，然后用研磨液通過拋光設備 在平面形表面上進行拋光，使表面光度像鏡子一樣清晰，以降低摩擦系數或用于裝飾、裝 潢。
[0003] 研磨過程可以分為普磨和精磨兩種方式。一般而言，用機械拋光機進行加工處理 時，其行進的速度越慢，磨的組數越多，拋光的效果會越好。這個過程加工時間較長，而且研 磨必須很精細，需要更換從粗到細的磨料，更換時必須保證表面處理干凈，不能留下一點磨 料，工藝較繁瑣。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的旨在提供一種能克服現有技術以上缺陷，能提供快速精密鏡面拋光 的基于雙峰脈沖電流電化學復合機械的平面形金屬表面的光整加工方法。
[0005] 本發明技術方案是：將金屬工件接脈沖電源的正極，在所述脈沖電源負極接陰極 導電體，在金屬工件的待加工平面和陰極導電體之間通以中性電解液，在金屬工件的待加 工表面設置拋光工具，所述脈沖電源的脈沖頻率為6KHz~IOKHz ;其特征在于：所述脈沖電 源在每個脈沖周期輸出兩個脈沖峰值，金屬工件的待加工平面與陰極導電體之間作相對勻 速的往復運動，以使陰極導電體能夠以有規律地均勻掃過金屬工件的表面。
[0006] 拋光時，脈沖電源以一定頻率輸出脈沖電流，每個周期輸出兩個不同峰值的脈沖 電流1界1 2(如圖4所示)，其中，脈沖電流以吏工件表面處于鈍化保護狀態（圖2的CD段)， 脈沖電流I2使工件表面處于超鈍化溶解狀態（圖2的DE段);當工件表面在脈沖電流I i作用 下處于鈍化保護狀態時，會在工件表面生成一層鈍化膜，該鈍化膜有保護工件表面不被電 流溶解的作用，當工件平面被外側的拋光工具刮去表面尖峰的鈍化膜時，由于表面尖峰處 不被保護，而實現電化學溶解；當脈沖電源輸出脈沖電流1 2時，在合適的工藝參數條件下， 表面尖峰可以在脈沖電流12作用下實現超鈍化的脈沖電化學溶解和拋光，該過程的溶解和 拋光效率遠高于單純的電化學機械拋光、脈沖電化學拋光和脈沖電化學機械拋光；同時，由 于脈沖電流I 2的超鈍化溶解拋光作用，拋光過程對機械作用的依賴程度低。
[0007] 本發明具有如下優點： 1、拋光效率高：可將平面形金屬表面直接拋光至鏡面，不需進行半精磨和精磨；并且 由于使用了兩個不同峰值的脈沖電流，可分別實現對平面形金屬表面的可控電解及加速溶 解，拋光效率遠高于單純的精磨、砂帶磨削或者超精加工。
[0008] 2、拋光效果好：可使平面形金屬表面直接被拋光至RaO. I Mm以下，優化工藝參數 條件下，可拋光至Ra0.0 2 Mm以下，從而加工出鏡面效果。
[0009] 3、拋光過程不受鋼材硬度的限制，拋光過程中不產生磨削力和磨削熱，不產生附 加應力，拋光表面也不會產生磨削燒傷和裂紋。
[0010] 4、拋光成本低。
[0011] 5、拋光過程易于實現自動化生產，適用范圍廣泛。
[0012] 6、使用中性電解液，對環境不產生污染，是一種綠色制造方法。
[0013] 另外，本發明所述兩個脈沖峰值分別的脈沖電流為脈沖電流I1和脈沖電流I 2;脈 沖電流I1的電流值為120 A~150 A，脈沖電流I2的電流值為300 A~350 A，使得金屬工 件在拋光時分別處于鈍化狀態和超鈍化狀態，鈍化狀態時與機械作用配合，實現電化學機 械復合拋光，超鈍化狀態時，實現脈沖電化學溶解和拋光，這兩個過程的合理匹配，使得拋 光效率遠高于單純的電化學機械拋光、脈沖電化學拋光和脈沖電化學機械拋光，并且對機 械作用的依賴程度低。
[0014] 為了分別實現金屬工件的電化學機械復合拋光和脈沖電化學拋光，所述脈沖電流 I1作用時間與脈沖電流1 2作用時間比值為1:1。
[0015] 在所述中性電解液總質量中，15%~35%為NaNO3,10%~20%為NaCL，5%~10%為 NaCLO 3,1%~2%為NaSO4,其余為水。
[0016] 以往的中性電解液由NaNOjP NaCL組成，本發明加入NaCLO 3和NaSO 4，使得電解液 的非線性更加明顯，鈍化閾值和超鈍化閾值降低，更有利于提高拋光效率。
[0017] 所述拋光工具為砂輪或砂帶或超精油石。
【附圖說明】
[0018] 圖1為電化學機械拋光使用的直流電流波形圖。
[0019] 圖2為陽極表面極化曲線圖。
[0020] 圖3為單峰脈沖電流波形圖。
[0021] 圖4為雙峰脈沖電流波形圖。
[0022] 圖5為例一的加工狀態示意圖。
[0023] 圖6為例二的加工狀態示意圖。
[0024] 圖7為例三的加工狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 以下結合實例對本發明做進一步說明。
[0026] 配制電解液：以似勵3、似(^、似〇1)3、似50 4和水配制不同的中性電解液，并使各占 比為：15% ~35% 為 NaNO3,10% ~20% 為 NaCL，5% ~10% 為 NaCLO3,1% ~2% 為 NaS04。
[0027] 單位：kg 一、例一：
【主權項】
1. 基于雙峰脈沖電流電化學復合機械的平面形金屬表面的光整加工方法，將金屬工件 接脈沖電源的正極，在所述脈沖電源負極接陰極導電體，在金屬工件的待加工平面和陰極 導電體之間通以中性電解液，在金屬工件的待加工表面設置拋光工具，所述脈沖電源的脈 沖頻率為6KHz~IOKHz ;其特征在于：所述脈沖電源在每個脈沖周期輸出兩個脈沖峰值，金 屬工件的待加工平面與陰極導電體之間作相對勻速的往復運動。
2. 根據權利要求1所述光整加工方法，其特征在于所述兩個脈沖峰值分別的脈沖電流 為脈沖電流I1和脈沖電流1 2;脈沖電流I i的電流值為120 A~150 A，脈沖電流12的電流 值為300 A~350 A。
3. 根據權利要求1所述光整加工方法，其特征在于所述脈沖電流I i作用時間與脈沖電 流12作用時間比值為1:1。
4. 根據權利要求1或2或3所述光整加工方法，其特征在于在所述中性電解液總質量 中，15% ~35% 為 NaNO3,10% ~20% 為 NaCL，5% ~10% 為 NaCLO3,1% ~2% 為 NaSO4,其余為 水。
5. 根據權利要求1所述光整加工方法，其特征在于所述拋光工具為砂輪或砂帶或超精 油石。
【專利摘要】基于雙峰脈沖電流電化學復合機械的平面形金屬表面的光整加工方法，涉及平面形金屬表面的加工技術領域。將金屬工件接脈沖電源的正極，在金屬工件的待加工平面和陰極導電體之間通以中性電解液，在金屬工件的待加工表面設置拋光工具，脈沖電源的脈沖頻率為6KHz～10KHz，在每個脈沖周期輸出兩個脈沖峰值，金屬工件的待加工平面與陰極導電體之間作相對勻速的往復運動，以使陰極導電體能夠以有規律地均勻掃過金屬工件的表面。本發明可將平面形金屬表面直接拋光至鏡面，不需進行半精磨和精磨，可分別實現對平面形金屬表面的可控電解及加速溶解，拋光效率遠高于單純的精磨、砂帶磨削或者超精加工。
【IPC分類】B23H5-12, B23H5-08
【公開號】CN104722864
【申請號】CN201510158525
【發明人】王輝, 吳美紅
【申請人】海安欣凱富機械科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月7日