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Some of the valuable NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc offers are ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM), SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) , 脉冲电化学加工 (PECM), 电化学研磨 (ECG), 混合加工工艺。

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电化学加工 (ECM) 是一种非常规制造技术，通过电化学工艺去除金属。 ECM 通常是一种大规模生产技术，用于加工极硬材料和使用传统制造方法难以加工的材料。我们用于生产的电化学加工系统是数控加工中心，具有高生产率、灵活性和尺寸公差的完美控制。电化学加工能够在硬质和稀有金属（如铝化钛、铬镍铁合金、Waspaloy 合金以及高镍、钴和铼合金）中切割小而异形的角度、复杂的轮廓或空腔。外部和内部几何形状都可以加工。电化学加工工艺的改进用于电极成为切削工具的车削、端面加工、开槽、开孔、仿形加工等操作。金属去除率只是离子交换率的函数，不受工件强度、硬度或韧性的影响。不幸的是，电化学加工 (ECM) 的方法仅限于导电材料。另一个需要考虑部署 ECM 技术的重点是将所生产零件的机械性能与其他加工方法生产的零件进行比较。

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ECM 去除材料而不是添加材料，因此有时被称为“反向电镀”。它在某些方面类似于电火花加工 (EDM)，因为在电极和零件之间通过高电流通过具有带负电的电极（阴极）、导电流体（电解质）和导电工件（阳极）。电解质充当电流载体，是一种高导电无机盐溶液，如氯化钠，混合并溶解在水或硝酸钠中。 ECM 的优点是没有工具磨损。 ECM 切割工具沿着靠近工件的所需路径引导，但不接触工件。然而，与 EDM 不同，不会产生火花。 ECM 可以实现高金属去除率和镜面表面光洁度，并且不会将热应力或机械应力转移到零件上。 ECM 不会对零件造成任何热损坏，并且由于没有工具力，因此不会像典型的加工操作那样对零件造成变形和工具磨损。在电化学加工腔中产生的是刀具的母头配合图像。

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在 ECM 工艺中，阴极工具被移动到阳极工件中。成型工具一般由铜、黄铜、青铜或不锈钢制成。加压电解液在设定温度下以高速泵送通过工具中的通道到达被切割的区域。进料速度与材料的“液化”速度相同，工具-工件间隙中的电解质运动将金属离子从工件阳极上冲走，然后才有机会电镀到阴极工具上。刀具和工件之间的间隙在 80-800 微米之间变化，5 - 25 V 范围内的直流电源将电流密度保持在 1.5 - 8 A/mm2 的有效加工表面。当电子穿过间隙时，来自工件的材料被溶解，因为工具在工件中形成所需的形状。电解液带走在此过程中形成的金属氢氧化物。可提供电流容量在 5A 和 40,000A 之间的商用电化学机器。电化学加工中的材料去除率可表示为：

 

MRR = C x I xn

 

这里 MRR=mm3/min，I=电流（安培），n=电流效率，C=材料常数（mm3/A-min）。常数 C 取决于纯材料的化合价。化合价越高，其价值越低。对于大多数金属来说，它在 1 到 2 之间。

 

如果 Ao 表示以 mm2 为单位进行电化学加工的均匀横截面积，则以 mm/min 为单位的进给速率 f 可以表示为：

 

F = MRR / Ao

 

进给速率 f 是电极穿透工件的速度。

 

过去，电化学加工操作存在尺寸精度差和污染环境的问题。这些在很大程度上都被克服了。

 

高强度材料电化学加工的一些应用是：

 

- 模具下沉操作。冲模是加工锻件——模腔。

 

- 钻探喷气发动机涡轮叶片、喷气发动机零件和喷嘴。

 

- 多个小孔钻孔。电化学加工过程留下无毛刺的表面。

 

- 汽轮机叶片可以在有限的范围内加工。

 

- 用于表面去毛刺。在去毛刺中，ECM 去除加工过程中留下的金属突起，从而使锋利的边缘变钝。电化学加工工艺比传统的手工去毛刺方法或非传统加工工艺快速且通常更方便。

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异形管电解加工（STEM） 是我们用于钻小直径深孔的电化学加工工艺的一个版本。钛管用作工具，该工具涂有电绝缘树脂，以防止从其他区域（如孔和管的侧面）去除材料。我们可以钻孔尺寸为 0.5 毫米，深度与直径之比为 300:1

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脉冲电化学加工 (PECM)：我们使用非常高的脉冲电流密度，大约 100 A/cm2。通过使用脉冲电流，我们消除了对高电解液流速的需求，这对模具和模具制造中的 ECM 方法造成了限制。脉冲电化学加工提高了疲劳寿命并消除了放电加工 (EDM) 技术在模具和模具表面留下的重铸层。

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In ELECTROCHEMICAL GRINDING (ECG) 我们将传统磨削操作与电化学加工相结合。砂轮是一个旋转的阴极，带有金属结合的金刚石或氧化铝磨粒。电流密度范围在 1 到 3 A/mm2 之间。与 ECM 类似，硝酸钠等电解质会流动，电化学研磨中的金属去除主要由电解作用决定。少于 5% 的金属去除是由砂轮的磨蚀作用造成的。 ECG 技术非常适合碳化物和高强度合金，但不太适合冲模或模具制造，因为磨床可能不容易进入深腔。电化学研磨中的材料去除率可表示为：

 

MRR = GI / d F

 

这里 MRR 以 mm3/min 为单位，G 是以克为单位的质量，I 是以安培为单位的电流，d 是以 g/mm3 为单位的密度，F 是法拉第常数（96,485 库仑/摩尔）。砂轮进入工件的速度可表示为：

 

Vs = (G / d F) x (E / g Kp) x K

 

这里 Vs 的单位是 mm3/min，E 是电池电压，单位是伏特，g 是车轮与工件之间的间隙，单位是 mm，Kp 是损耗系数，K 是电解液电导率。与传统磨削相比，电化学磨削方法的优势在于砂轮磨损较少，因为只有不到 5% 的金属去除是由砂轮的磨蚀作用造成的。

 

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EDM 和 ECM 之间有相似之处：

 

1.工具和工件之间有一个很小的间隙，它们之间没有接触。

 

2. 工具和材料都必须是导电体。

 

3.两种技术都需要高额的资金投入。使用现代数控机床

 

4.两种方法都消耗大量电能。

 

5. 导电流体用作 ECM 的工具和工件之间的介质，以及 EDM 的介电流体。

 

6. 刀具连续进给工件以保持它们之间的恒定间隙（EDM 可能包含间歇性或循环性，通常是部分退刀）。

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混合加工工艺：我们经常利用混合加工工艺的优势，其中有两个或多个不同的工艺，如 ECM、EDM……等。被组合使用。这使我们有机会通过另一个过程来克服一个过程的缺点，并从每个过程的优点中受益。

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