電化學加工
所屬類別
科技 >> 機械 >> 機械加工
作者：曹鳳國 主編
叢書名：現代機械製造技術叢書
出版日期：2014年1月 書號：978-7-122-17563-2
開本：16K 787×1092 1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：290頁
現代科學技術發展日新月異，近些年電化學加工湧現許多新技術和新工藝，為向讀者展示現代電化學加工發展狀況及先進技術，特編寫本書。
本書以電化學去除(電解加工，電解磨削加工)、沉積(電鍍、電鑄)、表面加工(電化學拋光、表面處理)、複合加工(與電火花、雷射、超聲、機械等複合)和微細加工為主線，系統講解各種電化學加工方法的原理、彼此異同和適用場合。
目錄
緒 論
0.1 電化學加工的主要研究內容 1
0.1.1 電解加工和電解磨削加工 1
0.1.2 電鍍加工和電鑄加工 2
0.1.3 電化學表面處理和電化學拋光 2
0.1.4 電化學複合加工及微細電化學加工 2
0.2 電化學加工的現狀和發展趨勢 2
0.2.1 電解加工的現狀和發展趨勢 3
0.2.2 電鍍加工的現狀和發展趨勢 5
0.2.3 電鑄加工的現狀和發展趨勢 7
第1篇 電化學加工基本理論
第1章 電極與電解質溶液
1.1 導體 12
1.2 電極反應 12
1.3 電解質和電解質溶液 13
1.4 電解質溶液導電機理 13
1.5 法拉第定律 14
1.6 電導與電導率 16
1.7 離子遷移及電遷移 17
1.8 離子遷移數的測定方法 19
第2章 可逆電極過程
2.1 可逆電池與可逆電極 22
2.1.1 可逆電池 22
2.1.2 可逆電極 23
2.2 電池電動勢與電極電勢 24
2.2.1 原電池的電動勢 24
2.2.2 內電位與外電位 25
2.2.3 電極電位的產生 26
2.2.4 液體接界電勢 26
2.2.5 標準電極電勢 27
第3章 不可逆電極過程
3.1 雙電層結構 30
3.2 分解電壓與極化 32
3.2.1 分解電壓與殘餘電流 32
3.2.2 電極的極化 33
3.2.3 極化曲線 35
3.3 電極/溶液界面的電解產物 35
3.4 電極反應機理及影響反應速率的因素 36
3.4.1 電極反應特點 36
3.4.2 電極反應基本歷程 37
3.4.3 電極反應的控制步驟 37
3.4.4 液相中的傳質方式 38
3.4.5 影響電極反應速率的因素 38
第4章 金屬的腐蝕與防護
4.1 金屬腐蝕機理 40
4.2 金屬腐蝕電池 41
4.2.1 微電池與大電池腐蝕 41
4.2.2 濃差電池腐蝕 42
4.2.3 析氫、耗氧腐蝕及次生腐蝕 42
4.3 金屬腐蝕形態 43
4.4 金屬腐蝕控制 43
4.4.1 金屬的非電化學防護 43
4.4.2 金屬的電化學保護 44
第2篇 電化學去除加工
第5章 電解加工
5.1 電解加工基本原理和特點 48
5.1.1 電解加工基本原理 48
5.1.2 電解加工的特點 49
5.2 電解加工的電極反應過程 50
5.2.1 電解液為氯化鈉水溶液的電極反應 50
5.2.2 電解液為氯酸鈉水溶液的電極反應 51
5.3 電解加工的基本工藝規律 52
5.3.1 電解加工的生產率及影響因素 52
5.3.2 電解加工的加工精度和表面質量 54
5.3.3 提高電解加工精度的主要途徑 55
5.4 混氣電解加工 55
5.4.1 混氣電解加工原理及特點 55
5.4.2 氣液混合比的計算 56
5.4.3 混氣電解加工實例 57
5.5 電解加工設備 57
5.5.1 電解加工工具機的基本構成與類型 57
5.5.2 工具機主體 59
5.5.3 直流穩壓電源 59
5.5.4 電解液系統 60
5.5.5 電解加工設備的維護與保養 61
5.6 電解加工用工具陰極 62
5.6.1 陰極的流場設計 62
5.6.2 陰極的尺寸設計 70
5.6.3 常用陰極材料、絕緣與導電等問題 74
5.7 電解液 76
5.7.1 對電解液的基本要求 76
5.7.2 電解液的類別與性能 77
5.7.3 電解液的選擇原則 81
5.8 電解加工的套用實例 82
5.8.1 穿孔套切加工 82
5.8.2 加工型面和型腔 83
5.8.3 內花鍵、炮管膛線等內型面加工 83
5.8.4 去毛刺、倒圓角 84
5.8.5 電解刻蝕 86
5.8.6 電解車削 87
5.8.7 電解銑削 88
5.8.8 電解切割 88
5.8.9 管件內腔電解擴孔 89
5.8.10 電解取折斷工具 89
5.8.11 線上電解修整砂輪技術 91
5.9 電解加工的技術發展 91
5.9.1 脈衝電流電解加工 91
5.9.2 小間隙電解加工 93
5.9.3 小孔電液束加工 94
5.9.4 電解擦削 95
5.9.5 數控展成電解加工 96
5.9.6 精密電解加工 97
第6章 電解磨削加工
6.1 電解磨削的基本原理和加工蝕除的計算 98
6.1.1 電解磨削的基本原理及特點 98
6.1.2 電解磨削加工蝕除的計算 99
6.2 影響電解磨削生產率和加工質量的因素 100
6.2.1 提高電解磨削加工效率的主要方法 100
6.2.2 影響電解磨削加工精度的主要因素 101
6.2.3 影響加工表面粗糙度的主要因素 103
6.3 電解磨削中電解液選擇和非加工表面保護 104
6.3.1 電解液的選擇原則 104
6.3.2 幾種電解液配方及其中主要電解質的作用 105
6.3.3 電解液的過濾 107
6.3.4 非加工表面保護 107
6.4 導電磨輪的製作與套用 108
6.4.1 燒結式磨輪的結構特點與套用 109
6.4.2 填充式磨輪的結構特點與套用 112
6.4.3 鑲嵌式磨輪的結構特點與套用 112
6.4.4 組合式磨輪的結構特點與套用 113
6.5 電解磨削設備及加工工藝 113
6.5.1 電解磨削設備組成及設備改造應遵循的原則 113
6.5.2 電解磨削的加工方式及加工工藝 115
第3篇 電化學沉積加工
第7章 電鍍加工
7.1 電鍍加工簡介 122
7.1.1 電鍍加工的基本概念 122
7.1.2 電鍍層的分類 123
7.2 電鍍基本原理及影響鍍層組織的因素 124
7.2.1 電鍍加工的原理 124
7.2.2 金屬的電沉積過程 124
7.2.3 金屬離子從水溶液中陰極還原的可能性 127
7.2.4 電鍍層在陰極表面的分布 128
7.2.5 影響鍍層組織的因素 131
7.3 電鍍加工設備 137
7.3.1 電鍍電源 138
7.3.2 電鍍槽 140
7.3.3 掛具 140
7.4 金屬製件電鍍前表面處理 141
7.4.1 金屬製件電鍍前表面處理的重要性 141
7.4.2 粗糙表面的機械處理 142
7.4.3 除油 143
7.4.4 浸蝕 143
7.4.5 金屬製件電鍍前表面處理的新工藝 144
7.4.6 電鍍前表面處理的工藝流程 145
7.5 金屬製件的電鍍加工 146
7.5.1 單金屬電鍍 146
7.5.2 貴重金屬電鍍 157
7.5.3 合金電鍍 159
7.5.4 非晶態合金電鍍 162
7.5.5 複合電鍍 163
7.5.6 脈衝電鍍 167
7.5.7 熔鹽電鍍 168
7.5.8 電刷鍍 169
7.5.9 摩擦電噴鍍 175
7.5.10 電鍍加工套用實例 176
7.5.11 電刷鍍加工套用實例 178
7.6 非金屬製件的電鍍加工 180
7.6.1 非金屬製件電鍍前的表面處理 180
7.6.2 ABS塑膠製品電鍍 182
7.6.3 石膏與木材的電鍍 183
7.6.4 木材的電鍍 184
7.6.5 玻璃與陶瓷的電鍍 184
7.6.6 非金屬製件電鍍加工套用實例 186
7.7 電鍍連線技術 187
7.7.1 鈾合金的電鍍連線 188
7.7.2 鈹的電鍍連線 188
7.8 其他鍍膜技術 189
7.8.1 化學鍍 189
7.8.2 化學氣相沉積 190
7.8.3 真空鍍膜 190
7.8.4 熱噴鍍 192
第8章 電鑄加工
8.1 電鑄加工基本原理和特點 193
8.1.1 電鑄加工基本原理 193
8.1.2 電鑄加工的特點 194
8.2 電鑄設備及電鑄工藝流程 194
8.2.1 電鑄設備 194
8.2.2 電鑄工藝流程 198
8.3 電鑄原模設計與製作 199
8.3.1 電鑄原模的材料選擇 199
8.3.2 電鑄原模的設計要求 200
8.3.3 電鑄原模的製造 201
8.3.4 電鑄原模的表面處理 202
8.4 電鑄工藝 204
8.4.1 電鑄液的選擇 204
8.4.2 改善電鑄質量，提高電鑄速度的措施 205
8.4.3 電鑄鎳 209
8.4.4 電鑄銅 210
8.4.5 電鑄鐵 211
8.4.6 電鑄合金與稀貴金屬 211
8.4.7 電鑄後處理及電鑄製品質量檢驗 211
8.5 電鑄套用實例 213
8.5.1 光碟模具電鑄 213
8.5.2 波導管電鑄 214
8.5.3 金首飾電鑄 215
8.5.4 微型電鑄 215
第4篇 電化學表面加工
第9章 電化學表面加工
9.1 電化學表面加工基本概念 218
9.2 鋁與鋁合金表面處理 218
9.2.1 陽極氧化表面處理工藝流程 218
9.2.2 陽極氧化處理 219
9.2.3 鋁製品的著色工藝 220
9.2.4 著色處理的工藝要點 221
9.3 銅及其合金的電化學著色 222
9.4 不鏽鋼的電化學著色 223
9.5 特殊的陽極氧化、著色工藝 224
9.5.1 寶石膜生成法 224
9.5.2 周期換向電流氧化 224
9.5.3 鋁及鋁合金陽極著雲彩色工藝 225
9.6 其他金屬著色技術簡介 227
第10章 電化學拋光
10.1 電化學拋光的基本原理 228
10.2 電化學拋光基本規律 230
10.2.1 電解液成分 230
10.2.2 電流密度 231
10.2.3 電解液的溫度 231
10.2.4 電化學拋光的持續時間 232
10.2.5 電化學拋光的工作條件 233
10.3 電化學拋光後金屬面的性能 233
10.3.1 力學性能 233
10.3.2 光學性能 234
10.3.3 耐蝕性 234
10.3.4 磁性 235
10.4 電化學拋光的工藝流程 235
10.4.1 電化學拋光的基本工藝流程 235
10.4.2 電化學拋光前零件的預處理 237
10.4.3 電化學拋光 238
10.4.4 電化學拋光後零件的加工 238
10.4.5 電化學拋光工藝流程典型實例 238
10.4.6 電化學拋光注意事項 239
10.5 電化學拋光設備 240
10.5.1 電源系統 240
10.5.2 電解液槽 241
10.5.3 陰極設計 244
10.5.4 夾具 245
10.5.5 輔助工具及其他設備 245
10.6 電化學拋光在工業中的套用 246
10.6.1 零件的光整加工 246
10.6.2 精密零件的精加工 246
10.6.3 切削工具的電化學拋光 247
10.6.4 計量工具的電化學拋光 247
10.6.5 顯現金屬表面的缺陷 248
10.6.6 毛坯和半成品的電化學拋光 248
10.6.7 金相磨片的製備 248
10.7 電化學拋光中新技術、新工藝 249
10.7.1 深孔高效整平電解加工 249
10.7.2 脈衝電化學光整加工 253
10.8 電化學拋光加工的套用實例 255
10.8.1 12Cr18Ni9Ti的電化學拋光 255
10.8.2 30Cr13、40Cr13不鏽鋼製品的電化學拋光 255
10.8.3 316L不鏽鋼血管支架材料的電化學拋光 255
10.8.4 其他幾種材料的電化學拋光 256
10.8.5 幾種套用電化學拋光的樣品 257
第5篇 電化學複合加工及微細電化學加工
第11章 電化學機械複合加工
11.1 電化學機械複合加工原理及特點 260
11.2 常見電化學機械複合加工方式 261
11.2.1 電解複合珩磨 261
11.2.2 電解複合超精加工 262
11.2.3 電解複合研磨 263
11.2.4 電解複合拋光 263
11.2.5 電解砂帶磨削 264
第12章 其他電化學複合加工
12.1 電解電火花複合加工 267
12.1.1 電源及電解液對加工精度的影響 268
12.1.2 工藝參數對加工精度的影響 268
12.2 電解超聲複合加工 269
12.2.1 電解超聲複合加工的基本原理和特點 269
12.2.2 電解超聲複合拋光 270
12.3 振動電鍍複合加工 271
12.3.1 振動電鍍的基本特徵 271
12.3.2 振動電鍍的優點 272
12.4 超聲化學鍍 272
12.5 雷射電化學加工 274
12.5.1 雷射電鍍 274
12.5.2 雷射化學鍍 275
12.5.3 雷射電化學刻蝕 276
12.6 雷射輔助噴射液束電解加工 276
12.6.1 雷射輔助電解射流複合加工機理 277
12.6.2 雷射輔助電解射流加工工藝對系統裝置的技術要求 277
12.7 磁力電化學加工 278
第13章 微細電化學加工
13.1 微細電化學加工的特點 280
13.2 微細電化學加工的套用 280
13.2.1 無掩膜微細電化學加工 281
13.2.2 掩膜微細電化學加工 283
13.2.3 約束刻蝕劑層技術 287
參考文獻 289
