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现代机械製造技术丛书:电化学加工

(2020-05-30 08:54:14) 百科综合
现代机械製造技术丛书:电化学加工

现代机械製造技术丛书:电化学加工

现代科学技术发展日新月异,近些年电化学加工涌现许多新技术和新工艺,为向读者展示现代电化学加工发展状况及先进技术,特编写本书。 本书以电化学去除(电解加工,电解磨削加工)、沉积(电镀、电铸)、表面加工(电化学抛光、表面处理)、複合加工(与电火花、雷射、超声、机械等複合)和微细加工为主线,系统讲解各种电化学加工方法的原理、彼此异同和适用场合。 本书可作为高等院校机械製造专业教材,也可供从事电化学加工的科研、生产人员及高、中级技术人员学习参考。

基本介绍

  • 书名:现代机械製造技术丛书:电化学加工
  • 作者:曹凤国
  • 出版日期:2014年1月1日
  • 语种:简体中文
  • ISBN:7122175634
  • 外文名:Electrochemical Machining
  • 出版社:化学工业出版社
  • 页数:290页
  • 开本:16
  • 品牌:化学工业出版社

基本介绍

内容简介

《现代机械製造技术丛书:电化学加工》可作为高等院校机械製造专业教材,也可供从事电化学加工的科研、生产人员及高、中级技术人员学习参考。

作者简介

曹凤国,原北京电加工研究所所长,原北京科学研究院院长,现任中国发明协会副理事长,北京发明协会理事长,北京市科学技术协会副主席,中国机械工程学会特种加工分会副主任委员,北京创造学会副理事长,国际电加工学会(ISEM)技术委员会委员,中国模具工业协会拉丝模专业委员会。
曹凤国三十年来主要从事精密特种加工(电火花、雷射、超音波加工等)、光机电一体化等现代製造技术的研究工作。先后取得国家、省部级重大科研成果二十多项,其中获得国家发明二等奖1项、国际发明奖3项,省部级科技进步一等奖2项、二等奖六项、三等奖6项。同时在国内外学术会议及刊物发表论文60余篇,在国内外享有很高的声誉。1984年被国家科委评为首批国家级有突出贡献的中青年专家并享受政府特殊津贴。1993年当选为中国机械工程学会电加工学会副理事长。1995年在瑞士洛桑举行的第11届国际电加工学术会议上被选为国际电加工学会技术委员会委员。先后三次被评为北京市劳动模範。1998年,任北京市科学技术研究院院长,北京精密特种加工中心首席专家,一直承担国家自然科学基金项目和北京市多项重大科技项目。

图书目录

绪论
0.1电化学加工的主要研究内容1
0.1.1电解加工和电解磨削加工1
0.1.2电镀加工和电铸加工2
0.1.3电化学表面处理和电化学抛光2
0.1.4电化学複合加工及微细电化学加工2
0.2电化学加工的现状和发展趋势2
0.2.1电解加工的现状和发展趋势3
0.2.2电镀加工的现状和发展趋势5
0.2.3电铸加工的现状和发展趋势7
第1篇 电化学加工基本理论
第1章电极与电解质溶液
1.1导体12
1.2电极反应12
1.3电解质和电解质溶液13
1.4电解质溶液导电机理13
1.5法拉第定律14
1.6电导与电导率16
1.7离子迁移及电迁移17
1.8离子迁移数的测定方法19
第2章可逆电极过程
2.1可逆电池与可逆电极22
2.1.1可逆电池22
2.1.2可逆电极23
2.2电池电动势与电极电势24
2.2.1原电池的电动势24
2.2.2内电位与外电位25
2.2.3电极电位的产生26
2.2.4液体接界电势26
2.2.5标準电极电势27
第3章不可逆电极过程
3.1双电层结构30
3.2分解电压与极化32
3.2.1分解电压与残余电流32
3.2.2电极的极化33
3.2.3极化曲线35
3.3电极/溶液界面的电解产物35
3.4电极反应机理及影响反应速率的因素36
3.4.1电极反应特点36
3.4.2电极反应基本历程37
3.4.3电极反应的控制步骤37
3.4.4液相中的传质方式38
3.4.5影响电极反应速率的因素38
第4章金属的腐蚀与防护
4.1金属腐蚀机理40
4.2金属腐蚀电池41
4.2.1微电池与大电池腐蚀41
4.2.2浓差电池腐蚀42
4.2.3析氢、耗氧腐蚀及次生腐蚀42
4.3金属腐蚀形态43
4.4金属腐蚀控制43
4.4.1金属的非电化学防护43
4.4.2金属的电化学保护44
第2篇 电化学去除加工
第5章电解加工
5.1电解加工基本原理和特点48
5.1.1电解加工基本原理48
5.1.2电解加工的特点49
5.2电解加工的电极反应过程50
5.2.1电解液为氯化钠水溶液的电极反应50
5.2.2电解液为氯酸钠水溶液的电极反应51
5.3电解加工的基本工艺规律52
5.3.1电解加工的生产率及影响因素52
5.3.2电解加工的加工精度和表面质量54
5.3.3提高电解加工精度的主要途径55
5.4混气电解加工55
5.4.1混气电解加工原理及特点55
5.4.2气液混合比的计算56
5.4.3混气电解加工实例57
5.5电解加工设备57
5.5.1电解加工工具机的基本构成与类型57
5.5.2工具机主体59
5.5.3直流稳压电源59
5.5.4电解液系统60
5.5.5电解加工设备的维护与保养61
5.6电解加工用工具阴极62
5.6.1阴极的流场设计62
5.6.2阴极的尺寸设计70
5.6.3常用阴极材料、绝缘与导电等问题74
5.7电解液76
5.7.1对电解液的基本要求76
5.7.2电解液的类别与性能77
5.7.3电解液的选择原则81
5.8电解加工的套用实例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内花键、炮管膛线等内型面加工83
5.8.4去毛刺、倒圆角84
5.8.5电解刻蚀86
5.8.6电解车削87
5.8.7电解铣削88
5.8.8电解切割88
5.8.9管件内腔电解扩孔89
5.8.10电解取折断工具89
5.8.11线上电解修整砂轮技术91
5.9电解加工的技术发展91
5.9.1脉冲电流电解加工91
5.9.2小间隙电解加工93
5.9.3小孔电液束加工94
5.9.4电解擦削95
5.9.5数控展成电解加工96
5.9.6精密电解加工97
第6章电解磨削加工
6.1电解磨削的基本原理和加工蚀除的计算98
6.1.1电解磨削的基本原理及特点98
6.1.2电解磨削加工蚀除的计算99
6.2影响电解磨削生产率和加工质量的因素100
6.2.1提高电解磨削加工效率的主要方法100
6.2.2影响电解磨削加工精度的主要因素101
6.2.3影响加工表面粗糙度的主要因素103
6.3电解磨削中电解液选择和非加工表面保护104
6.3.1电解液的选择原则104
6.3.2几种电解液配方及其中主要电解质的作用105
6.3.3电解液的过滤107
6.3.4非加工表面保护107
6.4导电磨轮的製作与套用108
6.4.1烧结式磨轮的结构特点与套用109
6.4.2填充式磨轮的结构特点与套用112
6.4.3镶嵌式磨轮的结构特点与套用112
6.4.4组合式磨轮的结构特点与套用113
6.5电解磨削设备及加工工艺113
6.5.1电解磨削设备组成及设备改造应遵循的原则113
6.5.2电解磨削的加工方式及加工工艺115
第3篇 电化学沉积加工
第7章电镀加工
7.1电镀加工简介122
7.1.1电镀加工的基本概念122
7.1.2电镀层的分类123
7.2电镀基本原理及影响镀层组织的因素124
7.2.1电镀加工的原理124
7.2.2金属的电沉积过程124
7.2.3金属离子从水溶液中阴极还原的可能性127
7.2.4电镀层在阴极表面的分布128
7.2.5影响镀层组织的因素131
7.3电镀加工设备137
7.3.1电镀电源138
7.3.2电镀槽140
7.3.3挂具140
7.4金属製件电镀前表面处理141
7.4.1金属製件电镀前表面处理的重要性141
7.4.2粗糙表面的机械处理142
7.4.3除油143
7.4.4浸蚀143
7.4.5金属製件电镀前表面处理的新工艺144
7.4.6电镀前表面处理的工艺流程145
7.5金属製件的电镀加工146
7.5.1单金属电镀146
7.5.2贵重金属电镀157
7.5.3合金电镀159
7.5.4非晶态合金电镀162
7.5.5複合电镀163
7.5.6脉冲电镀167
7.5.7熔盐电镀168
7.5.8电刷镀169
7.5.9摩擦电喷镀175
7.5.10电镀加工套用实例176
7.5.11电刷镀加工套用实例178
7.6非金属製件的电镀加工180
7.6.1非金属製件电镀前的表面处理180
7.6.2ABS塑胶製品电镀182
7.6.3石膏与木材的电镀183
7.6.4木材的电镀184
7.6.5玻璃与陶瓷的电镀184
7.6.6非金属製件电镀加工套用实例186
7.7电镀连线技术187
7.7.1铀合金的电镀连线188
7.7.2铍的电镀连线188
7.8其他镀膜技术189
7.8.1化学镀189
7.8.2化学气相沉积190
7.8.3真空镀膜190
7.8.4热喷镀192
第8章电铸加工
8.1电铸加工基本原理和特点193
8.1.1电铸加工基本原理193
8.1.2电铸加工的特点194
8.2电铸设备及电铸工艺流程194
8.2.1电铸设备194
8.2.2电铸工艺流程198
8.3电铸原模设计与製作199
8.3.1电铸原模的材料选择199
8.3.2电铸原模的设计要求200
8.3.3电铸原模的製造201
8.3.4电铸原模的表面处理202
8.4电铸工艺204
8.4.1电铸液的选择204
8.4.2改善电铸质量,提高电铸速度的措施205
8.4.3电铸镍209
8.4.4电铸铜210
8.4.5电铸铁211
8.4.6电铸合金与稀贵金属211
8.4.7电铸后处理及电铸製品质量检验211
8.5电铸套用实例213
8.5.1光碟模具电铸213
8.5.2波导管电铸214
8.5.3金首饰电铸215
8.5.4微型电铸215
第4篇 电化学表面加工
第9章电化学表面加工
9.1电化学表面加工基本概念218
9.2铝与铝合金表面处理218
9.2.1阳极氧化表面处理工艺流程218
9.2.2阳极氧化处理219
9.2.3铝製品的着色工艺220
9.2.4着色处理的工艺要点221
9.3铜及其合金的电化学着色222
9.4不鏽钢的电化学着色223
9.5特殊的阳极氧化、着色工艺224
9.5.1宝石膜生成法224
9.5.2周期换向电流氧化224
9.5.3铝及铝合金阳极着云彩色工艺225
9.6其他金属着色技术简介227
第10章电化学抛光
10.1电化学抛光的基本原理228
10.2电化学抛光基本规律230
10.2.1电解液成分230
10.2.2电流密度231
10.2.3电解液的温度231
10.2.4电化学抛光的持续时间232
10.2.5电化学抛光的工作条件233
10.3电化学抛光后金属面的性能233
10.3.1力学性能233
10.3.2光学性能234
10.3.3耐蚀性234
10.3.4磁性235
10.4电化学抛光的工艺流程235
10.4.1电化学抛光的基本工艺流程235
10.4.2电化学抛光前零件的预处理237
10.4.3电化学抛光238
10.4.4电化学抛光后零件的加工238
10.4.5电化学抛光工艺流程典型实例238
10.4.6电化学抛光注意事项239
10.5电化学抛光设备240
10.5.1电源系统240
10.5.2电解液槽241
10.5.3阴极设计244
10.5.4夹具245
10.5.5辅助工具及其他设备245
10.6电化学抛光在工业中的套用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切削工具的电化学抛光247
10.6.4计量工具的电化学抛光247
10.6.5显现金属表面的缺陷248
10.6.6毛坯和半成品的电化学抛光248
10.6.7金相磨片的製备248
10.7电化学抛光中新技术、新工艺249
10.7.1深孔高效整平电解加工249
10.7.2脉冲电化学光整加工253
10.8电化学抛光加工的套用实例255
10.8.112Cr18Ni9Ti的电化学抛光255
10.8.230Cr13、40Cr13不鏽钢製品的电化学抛光255
10.8.3316L不鏽钢血管支架材料的电化学抛光255
10.8.4其他几种材料的电化学抛光256
10.8.5几种套用电化学抛光的样品257
第5篇 电化学複合加工及微细电化学加工
第11章电化学机械複合加工
11.1电化学机械複合加工原理及特点260
11.2常见电化学机械複合加工方式261
11.2.1电解複合珩磨261
11.2.2电解複合超精加工262
11.2.3电解複合研磨263
11.2.4电解複合抛光263
11.2.5电解砂带磨削264
第12章其他电化学複合加工
12.1电解电火花複合加工267
12.1.1电源及电解液对加工精度的影响268
12.1.2工艺参数对加工精度的影响268
12.2电解超声複合加工269
12.2.1电解超声複合加工的基本原理和特点269
12.2.2电解超声複合抛光270
12.3振动电镀複合加工271
12.3.1振动电镀的基本特徵271
12.3.2振动电镀的优点272
12.4超声化学镀272
12.5雷射电化学加工274
12.5.1雷射电镀274
12.5.2雷射化学镀275
12.5.3雷射电化学刻蚀276
12.6雷射辅助喷射液束电解加工276
12.6.1雷射辅助电解射流複合加工机理277
12.6.2雷射辅助电解射流加工工艺对系统装置的技术要求277
12.7磁力电化学加工278
第13章微细电化学加工
13.1微细电化学加工的特点280
13.2微细电化学加工的套用280
13.2.1无掩膜微细电化学加工281
13.2.2掩膜微细电化学加工283
13.2.3约束刻蚀剂层技术287
参考文献289

序言

现代加工技术通常是指特种加工技术,即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上,从而实现材料被去除、变形、改性或表面处理等非传统加工方法。
电化学加工是特种加工中的一个重要组成部分。电化学加工是利用电化学反应对金属材料进行加工的一种方法。与机械加工比较,电化学加工不受材料硬度、强度、韧性限制,具有高度仿真性。从加工机理的本质上讲,电化学加工是离子级别的加工,它比其他特种加工分子级别以上的加工,更容易实现精密微细甚至纳米加工。它能够实现材料去除、增长、表面改性等一系列加工,能够与机械、超声、雷射、电磁等组成各种需要的複合加工手段。
现代技术发展日新月异,近些年电化学加工涌现许多新技术和新工艺,为向读者展示现代电化学加工发展状况及先进技术,应化学工业出版社要求,编写了《电化学加工》。本书以电化学去除(电解加工,电解磨削加工)、沉积(电镀、电铸)、表面加工(电化学抛光、表面处理)、複合加工(与电火花、雷射、超声、机械等複合)和微细加工为主线,系统讲解各种电化学加工方法的原理、彼此异同和适用场合。本书着重介绍电化学加工基本理论、金属腐蚀与防护、微细电化学加工等方面内容。在电解、电镀、电铸、电化学表面加工、电化学複合加工和微细电化学加工等加工技术介绍中,本书注重向读者提供详尽的套用技术和工艺方法,尤其是近些年的新技术、数控及自动化加工技术、微细加工及纳米加工技术等,力图启发读者的创新思路。本书可作为高等院校机械工程专业教材使用,可供从事电化学加工的科研、生产人员及高、中级技术人员参考。
本书由曹凤国任主编,负责全书的构思、组稿和审稿,叶书强、胡绛梅任副主编,张利苹、王超参加编写。全书共分五篇13章,其中叶书强编写绪论、第1~4章、第6章、第8章、第11章,胡绛梅编写第7章、第9章、第10章,张利苹编写第12章和第13章,王超编写第5章,在统稿中胡绛梅和张利苹做了大量工作。
本书编写时参阅了相关院校、科研院所和生产单位的书籍及文献资料,得到专家同行的支持与帮助,在此一併表示感谢。
由于本书编写时间有限,书中不足之处在所难免,恳请广大读者批评指正。


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