HB Z 314-1998 钛合金电解加工.pdf

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1、中华人民共和国航空工业标准指导性技术文件铁合金电解加工鞋?同，丘飞k1998-06-26发布1998-07-01实施中国航空工业总公司批准目次1 主题内容与适用范围. (1) 2 引用标准.(1) 3 术语.H H . . . .(1) 4 电解加工.(2) 4.1 电解加工用辅助材料.(2) 4.2 电解加工用工具与设备.(2)4.3 工艺参数的选择.(5) 4.4 电解加工方法.(6) 4.5 电解加工程序.(7) 4.6 电解加工易产生的工艺缺陷及纠正方法.(8) 5 工具与设备的维护.(9) 6 质量控制.(9) 7 运输、贮存.(9) 8 技术安全要求.(9) 飞、中华人民共和国航空

2、工业标准铁合金电解加工1 主题内容与适用范围本标准规定了钦合金电解加工用辅助材料、工具、设备、方法和程序。本标准适用于TC4、T臼、四、C11等钦含金零件的电解加工。2 引用标准GB/T 1618 工业氯酸纳GB/T 4553 工业硝酸纳GB5462 工业盐GB5749 生活饮用水卫生标准HB 7130 切削加工通用技术条件3 术语3.1 电解加工电化学加工HB1Z 314-98 利用金属工件在电解液中所产生的阳极溶解作用，而进行加工的方法。3.2 工具阴极电解加工时，工件要求的形状和尺寸是由阴极的形状和尺寸所决定，阴极起到了成型工具的作用，故称工具阴极。3.3反拷法制造工具阴极时，将工具毛坯

3、接电源正极，将标准零件接电源负极进行电解，使工具毛坯被复制成接近所需阴极形状和尺寸的一种制造工具阴极的方法。3.4整平比需要去除的毛坯或半成品最大形状误差与去除此误差所必需的加工余量之比。3.5 分解电压电解加工时，阴极和阳极在电解液中开始产生明显电解过程所必须施加的最小外加电压。3.6 加工间隙电解加工时，工件被加工表面与工具阴极之间应有一定的距离，此距离称为加工间隙，加工间隙是按一定规律变化的。根据工件形状的不同，加工间隙分为底面间隙(端面间隙)、法向间隙和侧面间隙。中国航空工业总公司1998-06-26发布1998-07-01实施1 HB1Z 314-98 3.7 平衡间隙在工艺参数不变

4、的情况下，工件余量的去除速度与工具阴极的进给速度相等时的加工问隙。3.8 流量电流比电解加工时，每安培电流最少需要的电解液流量。3.9 电流效率电解加工时，工件的实际去除量与理论去除量之比。4 电解加工4.1 电解加工用辅助材料4. 1. 1 常用主要辅助材料见表104.1.2 常用电解液见表2。4.2 电解加工用工具与设备4.2.1 对工具阴极的要求a.良好的导电性、导热性、耐腐蚀性，膨胀系数要小:b.高的机械强度;良好的切削工艺性、焊接工艺性。4.2.2 对夹具的要求a.导电部分导电住要好，导电面积应足够大，接触良好并安全可靠gb.与机床及工具阴极的绝缘应可靠，在干燥情况下一般不小于1M!

5、l;c.良好的耐腐蚀性;d.夹具的密封性应保证电解液绝大部分能进入加工区，并在工件所有加工表面分布均匀、流动通畅、速度稳定。表1材料名称分子式类别或等级标准号工业盐T、，aCl一级GB5462 工业硝酸锅N处，0，一类GB/f 4553 工业氨酸锁Na0， 一等品GB/f 1618 7( H,O 生活用水GB 5749 2 HB1Z 314-98 表2电解液% 特点电解液人口温度工业盐12-18 水其余腐蚀性强温度高安全无毒. 工业盐2硝酸销6水其余有腐蚀位须定时调整pH值工业盐4澳化纳4水其余有腐蚀性工业盐3氯酸锅5水其余有腐蚀性易燃工业盐5硝酸销16水其余有腐蚀性须定时调整一般pH值10-

6、45C 工业盐10澳化铺10水其余有腐蚀性工业盐4-8硝酸销12-25水其余有腐蚀性须定时调整pH 工业盐8氯酸纳15水其余有腐蚀性易燃工业盐3硝酸锦5水其余有轻微腐蚀4.2.3 工具阴极及夹具的制造4.2.3.1 工具阴极制造通常采用切削加工、反拷及钳修等方法，最后通过试加工达到要求。4.2.3.2 常用工具阴极材料见表3。4.2.3.3 常用夹具材料见表40材料名称和一特点不锈钢!强度高尺寸稳定耐腐蚀可用反拷法制造导电性较差普通碳钢|强度商切削工艺性良好可用反拷法制造价格便宜耐腐蚀性差紫铜或!切削工艺性良好便于修正耐腐蚀不能用反拷法制造强度差黄铜铜鸽合金|切削工艺性良好发生火花不易烧伤价格

7、昂贵石墨l切削工艺性良好便于修正强度低易崩裂3 HB1Z 314-98 表4夹具零件夹具材料夹具体玻漓钢定位件不锈钢铁合金黄铜玻璃钢陶瓷夹紧件不锈钢黄铜玻璃钢导电件紫铜黄铜4.2.4 对电解机床的要求4.2.4.1 床身-主轴-工作台的系统刚性应足以抵抗电解液压力造成的系统变形，通常工具阴极安装板在辅向额定负载下变形位移不大于0.1mm，通常滑枕最大悬伸时在侧向额定负载下变形位移不大于0.05mm。4.2.4.2 机床进给速度应均匀稳定，通常从空载到满载进给速度变化量不大于0.025mm/min，低速爬行量不大于0.01mmo4.2.4.3 工作箱应耐腐蚀，密封良好，不允许渗漏，电解产生的氢气

8、及有害气体能及时排出，并且要便于夹具、工具阴极的安装和调整。4.2.4.4 导电系统应有良好的导电性和导热性，通常在最大工作电流时温升应不大于C。4.2.4.5应有一定的配套性和通用性，便于各种辅助设备的连接和多种工件的电解加工。4.2.4.6 应有良好的抗腐蚀性和抗电磁干扰性。4.2.4.7 应有灵敏可靠的短路保护装置，动作时间不大于10间。4.2.5对电源的要求4.2.5.1 直流电源输出电压应在10-24V之间连续可调，并能在使用电压范围内输出额定电流。使用直流脉冲电源其输出波形以方波为宜，波顶波纹系数不大于5%，最大输出电流的大小，在加工电流密度确定后取决于被加工面积的大小。4.2.5

9、.2输出电压应稳定。当电网电压波动为10%，交流频率波动为5%，负载变化为百分之百时，整流器输出电压变化量应不大于3%。4.2.6 电源种类常用电源种类见表50表5电源种类硅整流电源、可控硅整流电源脉冲电源一高一差一度一度一敏一敏一灵一灵一一一靠一靠一可一可一行特一行一运运一压一为调一二器一合抗一压电一调和一流饱一整点将直流电流改变成直流脉冲电流4 HBIZ 314-98 4.2.7 对电解液系统的要求4.2.7.1 应有一定的抗腐蚀能力。4.2.7.2应有良好的电解液净化装置和污液处理装置。4.2.7.3 电解液应满足下列要求:a.电解液应能使铁合金迅速均匀济解，不产生蓝紫膜或黑斑;b.电解

10、液中的阳离子不在阴极表商沉积:c.具有较高的电导率、比热和较低的粘度:d.安全、无毒、腐蚀性小;e.电解液的浓度变化应不大于5%;f.电解液中电解产物的含量应不大于5%。4.3 工艺参数的选择4.3.1 端面平衡间隙均匀、稳定的小间隙可获得高的复制精度、生产效率及良好的表面质量。端面平衡间隙可用下列公式求出，不同工序的端困平衡间隙见表60=立二旦主卫正主.(1) 式中:t;b一一端商平衡间隙，mm;可一一电流效率;-工件材料体积电化学当量，mm3/A.min;UR一-间隙电压，V;A一一电解液电导率，rn/O.mm2;一一进给速度，mrn./mino工件类型表6间极限间隙运二8小孔0.02-0

11、.30 二3-40的型腔0.08-0.30 40的型腔0.30-1. 运100长的型面。.08-0.30100-200长的型面。.15-0.50200-3长的型面0.30-0.80 电解车外圆型面0.20-0.80 电解切割及切槽盘形阴极(100以下)0.10-0.50 线电极(厚度30以下)0.10-0.60 自un隙值常用间隙0.10-0.20 0.10-0.30 0.30-0.50 0.10-0.20 0.25-0.30 0.30-0.50 0.30-0.50 0.20-0.30 0.20-0.30 5 HBIZ 31498 4.3.2进给速度当平衡间隙确定之后，进给速度可按公式(1)求

12、出作参考。4.3.3 电流密度电流密度越大，其加工质量和生产效率也越高。加工面积大于2crn的型商、型腔的电流密度通常为10-15A/crn;加工中小面织的型商电流密度通常为15-100A/crn飞加工中小型孔、套料的电流密度通常为150-400A/cmo4.3.4 电压加工型面、型腔的电压通常为10-24V;加工小孔及套料的电压通常为5-24V。4.3.5 电解液泵压力低电流密度电解加工时，加工区电解液进口压力通常为0.4-0.5MPa;高电流密度及高压混气电解加工时，加工区电解液进口压力通常为1-2MPa;电解加工深孔和套料时，加工区电解液进口压力通常为1.8-3MPao4.3.6 电解液

13、流量流经加工间隙的电解液流量可按下式计算:Q = K. Q,. I . (2) 式中:Q一一-流经加工间隙的电解液流量，l/mimK一一修正系数;Q，-一-流量电mt比，l/Amin，通常取0.01;I一-电流，A。注简单形状浅孔K取1.多个洗孔K取1.3，多个浅型腔K取1.3-2.3.二维型腔K取1.6-1.9.三维型眩K取1.5-4.深小孔K取3-5.叶片型面E取5-7。4.4 电解加工方法4.4.1 普通电解电解加工时，通常采用10-24V的直流电及具有一定压力和流量的电解液。4.4.2 昆气电解电解加工时，通常采用10-24V的直流电，电解液中混入一定量的压缩空气形成气液混合物，使电解

14、液具有非线性特点，借以提高整平比。4.4.3 脉冲电流电解电解加工时，通常采用10-30V的脉冲电源及具有一定压力和流量的电解液。4.4.4 三种电解加工方法的主要特点三种电解加工方法的主要特点见表70加工方法普通电解?昆气电解脉冲电流电解6 表7主要特点加工精度低整平比低设备简单效率高加工精度较高整平比较高设备复杂效率较低加工精度高整平比高设备复杂效率低HB1Z 314-98 4.5 电解加工程序检查与清洗安装工具阴极安装夹具找正工具阴极与夹具相对位置装夹工件配和l电解液电解液循环预置工艺参数进行试加工正式加工拆卸工件清洗与自检检验包装。4.5.1 检查与清洗检查工件导电接触部位和待加工表面

15、是否清洁干净.应清除污垢、油漆、金属屑、氧化皮等。4.5.2安装工具阴极安装时，工具阴极导电连接部位应清洁干净，无污垢、锈蚀等。4.5.3安装夹具安装时，夹具各导电连接部位应清洁干净，无污垢、锈蚀等。夹具密封件应无裂纹、剥落和脱开现象。4.5.4 找正工具阴极与夹具相对位置应使工具阴极的上下、角向、轴向位置与夹具的位置相适应。4.5.5装夹工件将工件在夹具上定位夹紧后调整工具阴极到适当位置。4.5.6 配制电解液4.5.6.1 常用的电解液配方见表204.5.6.2 电解液槽的大小应根据生产批量的大小而定。配制电解液过程中需进行搅拌，使电解质完全溶解并去除溶液中及沉淀后的杂质。4.5.6.3

16、电解液在使用期间应根据实际需要进行定期清理。4.5.6.4 定期检查电解液中各成份的含量，若超出规定范围应及时调整至规定范围。定期检查的周窥视生产批量的大小及产品质量稳定情况而定。4.5.7 电解液循环4.5.7.1 电解液循环系统应工作正常，无堵塞、渗漏等现象。4.5.7.2 电解液循环应在5min以上，以去除通道中的电解质结晶物及其它杂质。4.5.8 预置工艺参数进行试加工应根据每批工件的几何形状、余量大小、余量差值及加工精度要求选择一纽工艺参数进行试加工，直至加工出符合质量要求的试件，以确定正式工艺参数。预置工艺参数可在下列范围内选取t起始间隙。1-0.8mm、加工电压1O-24V、进给

17、速度0.05-1. Omm/min、电解液温度10-45.C。4.5.9 正式加工操作者应按试加工确定的工艺参数进行加工并注意控制工艺参数变化在规定范围内，出现异常情况应及时停车处理。4.5.10拆卸工件加工完后应将工件从夹具上卸下。4.5. 11 清洗与自检7 HB1Z 314-98 将卸下的工件立即在流动的自来水中刷洗干净，然后用清洁布擦于或用压缩空气吹干。操作者自检工件是否符合质量要求。4.5.12检验操作者将自检合格的工件提请检验员检查验收。4.5.13包装将检验合格的工件放人专用的工位器具内。4.6 电解加工易产生的工艺缺陷及纠正方法电解加工易产生的工艺缺陷及纠正方法见表80表8缺陷

18、名称缺陷特征产生原因流纹沿电解液流向或垂直于流场不均进给方向产生的细小沟槽结疤表面产生大面积凸起或1电解液流量不足(瘤子)麟衅状小块2进给速度过高与电流密度不匹配3被加工表面有油污或氧化皮4杂物进入加工区5加工间隙过小点蚀表面产生稀疏细微的小1电流密度过低引起杂(针眼)坑散腐蚀2两面余量不均未能同时达到最终尺寸3 4 蓝紫膜局部表面产生蓝紫色氧1电解液选择不当化膜Z电解液压力和温度偏低3加工电压偏低黑斑局部表面产生黑色斑痕流场不均致使局部温度过高选择性局部表面产生点状凹凸材料各金相组织溶解速腐蚀度不等8 纠正方法1稳定液流压力2适当提高流量1加大电解液流量2降低进绘速度与电流密度相匹配3消除被

19、加工表面的油污或氧化皮4提高电解液清洁度5适当增大加工间隙1适当提高电流密度2减小加工间隙调整工序使其同时达到最终尺寸主话当降低鼠1改变电解液配方2适当提高电解液温度和压力3适当提高加工电压改善流场1提高电流密度2选择适当的电解液，鹏HB1Z 314-98 续表8缺陷名称缺陷特征产生原因晶界腐蚀局部表面沿晶界呈现网1电解液选择不当状裂纹2电流密度过低1烧伤导电表面呈黄黑色1工件导电面积过小或与工具阴极接触的加工接触不良表面有熔化的黑色斑痕2导电部位冷却不良3工具阴极与加工表面局部接触5 工具与设备的维护5.1 工具、设备应无故障、无湾垢，处于完好状态。5.2 有定检期的工具、设备应在定位期内并

20、有合格证。5.3 工具、设备应按使用说明书进行使用、维护和调整。6质量控制6.1 从事电解操作的各类人员应经专业培训并取得上岗合格证。6.2 工件在电解加工前应按4.5.1条进行。6.3 应定期检查电解液的成份、浓度、温度、清洁度与pH值。6.4 加工完毕的工件应按4.511条进行。纠正方法1选择适当的电解液2适当提高电流密度1增加导电面积使其接触良好2改善导电部位冷却情况3增大加工间隙提高电解液清洁度6.5 如果电解加工过程中断超过1h，工件应重新按4.5.1条进行。7 运输、贮存运输、贮存按HB7130的规定。8 技术安全要求8.1 机床工作箱应有排气口，以便将氢气、氯气等有害气体排出工作

21、闷，其含量不应超过有关规定。8.2 电解工作间应有良好的通风装置及调温设施，温度应保持在lOC300C。8.3 电解加工操作人员在接触电解液后，应及时清洗干净。8.4 未经处理的电解液不得任意排放，应集中处理。8.5 电解泥应用密封袋集中存放，不得露天放置。8.6 氯酸纳等强氧化剂应按规定存放，以免自燃起火c9 HBIZ 314-98 附加说明:本标准由航空工业总公司第三。一研究所提出。本标准由黎明发动机制造公司、第三0一研究所负责起草。本标准起草人:胡元平、史业君、张宏。10 喝咀在12的N国嗣中华人民共和国航空工业标准饮食金电解加工E也1Z314白峰中国航空工业总公司第三。一研究所出版北京东外京顺路7号)三0一研究所印刷车间印刷北京市1665号信箱发行版权专有不得翻印* 开本787x 1092 1116 印张1字数21千字1999年8月第一版1999年8月第一次印刷印数1-2书号2标301.1578定价5.00元