Question

电化学加工的分类

Answer 1

利用阳极溶解的电化学反应对金属材料进行成型加工的方法。
当工具阴极不断向工件推进时，由于两表面之间间隙不等，间隙最小的地方，电流密度最大，工件阳极在此处溶解得最快。因此，金属材料按工具阴极型面的形状不断溶解，同时电解产物被电解液冲走，直至工件表面形成与阴极型面近似相反的形状为止，此时即加工出所需的零件表面。
电解加工采用低压直流电源（6～24伏），大工作电流。为了能保持连续而平稳地向电解区供给足够流量和适宜温度的电解液，加工过程一般在密封装置中进行。 又称电解刻蚀。应用电化学阳极溶解的原理在金属表面蚀刻出所需的图形或文字。其基本加工原理与电解加工相同。由于电刻蚀所去除的金属量较少，因而无需用高速流动的电解液来冲走由工件上溶解出的产物。加工时，阴极固定不动。电刻蚀有以下4种加工方法。
①按要刻的图形或文字，用金属材料加工出凸模作为阴极，被加工的金属工件作为阳极，两者一起放入电解液中。接通电源后，被加工件的表面就会溶解出与凸模上相同的图形或文字。
②将导电纸（或金属箔）裁剪或用刀刻出所需加工的图形或文字，然后粘贴在绝缘板材上，并设法将图形中各个不相连的线条用导线在绝缘板背面相连，作为阴极。适于图形简单，精度要求不高的工件。
③对于图形复杂的工件，可采用制印刷电路板的技术，即在双面敷铜板的一面形成所需加工的正的图形，并设法将图形中各孤立线条与敷铜板的另一面相连，作为阴极。不适于加工精细且不相连的图形。
④在待加工的金属表面涂一层感光胶，再将要刻的图形或文字制成负的照相底片覆在感光胶上，采用光刻技术将要刻除的部分暴露出来。这时阳极仍是待加工的工件，而阴极可用金属平板制成。 利用电解原理，对有色和稀有金属进行提炼和精炼。分为水溶液电解冶炼和焙盐电解冶炼两种。
水溶液电解冶炼在冶金工业中广泛用于提取和精炼铜、锌、铅、 镍等金属。例如铜的电解提纯：将粗铜（含铜99%）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸（H2SO4）和硫酸铜（CuSO4）的混和液作为电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子（Cu2+）向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子（Zn2+和Fe2+）。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。
焙盐电解冶炼用于提取和精炼活泼金属（如钠、镁、钙、铝等）。例如，工业上提取铝：将含氧化铝（Al2O3）的矿石进行净化处理，将获得的氧化铝放入熔融的冰晶石（Na3AlF6）中，使其成为熔融状的电解体，以碳棒为电极，两极的电化学反应为
4Al3++6O2-+3C─→4Al+3CO