Proses Elektrokimia4.1 Elektrokimia Machining

4.1.1 PendahuluanPemesinan elektrokimia (ECM) adalah proses pemesinan modern yangbergantung pada penghapusan atom benda kerja dengan pembubaran elektrokimia(ECD) sesuai dengan prinsip-prinsip Faraday (1833). Gusseffmemperkenalkan paten pertama di ECM pada tahun 1929, dan yang pertama signifikanpembangunan terjadi di tahun 1950-an, ketika proses itu digunakan untukmesin tinggi kekuatan dan paduan tahan panas.4.1.2 Prinsip-prinsip elektrolisisElektrolisis terjadi ketika melewati arus listrik antara dua pemilihan umumtrodes dicelupkan ke dalam larutan elektrolit. Sistem elektrodadan elektrolit disebut sebagai sel elektrolitik. Kimiareaksi, yang terjadi pada elektroda, disebut anodik atau katodikreaksi. ED dari benda kerja anodik membentuk dasar untuk ECM logam.Jumlah logam terlarut (dihapus oleh mesin) atau disimpan adalahdihitung dari hukum Faraday tentang elektrolisis, yang menyatakan bahwa1. Jumlah massa terlarut (dihapus oleh mesin), m, secara langsungsebanding dengan jumlah listrik.m It

2. Jumlah zat terlarut yang berbeda, m, dengan kuantitas elektikal (It) adalah sebanding dengan equivalen berat zat kimia m e

dan

e = A/Z

dimana : I = mengelektrolisis saat ini, A t = waktu pemesinan, min e = kimia setara berat, g A= Sebuah berat atom Z = benda kerja valensi4.1.3 Teori ECMECM menggunakan arus searah dengan kepadatan tinggi 0,5-5 A/mmdan rendahtegangan 10 sampai 30 V. melewati permesinan arus melalui pemilihan umumtrolytic solusi yang mengisi kesenjangan antara benda anodik danpreshaped alat katodik. Elektrolit ini dipaksa mengalir melaluiinterelectrode celah di kecepatan tinggi, biasanya lebih dari 5 m / s, untuk Inten-Sify perpindahan massa dan muatan melalui sublapisan dekat anoda.Elektrolit mengangkat produk pembubaran tersebut, seperti hydrox logamIDE, panas, dan gelembung gas, yang dihasilkan dalam kesenjangan interelectrode.McGeough (1988) menyatakan bahwa ketika beda potensial diterapkanmelintasi elektroda, reaksi beberapa kemungkinan terjadi di anoda dankatoda. Gambar 4.1 menggambarkan reaksi pembubaran besi dalamnatrium klorida (NaCl) air larutan sebagai elektrolit. Hasildisosiasi elektrolit dan pembubaran NaCl menyebabkan

Anion bermuatan negatif OH-dan Cl- bergerak menuju anoda, dan bermuatan positif kation H +dan Na + diarahkan untuk katoda. Pada anoda, Fe perubahan Fe + + oleh kehilangan dua elektron.

Pada katoda, reaksi melibatkan generasi gas hidrogen danyang hidroksil ion.

Hasil dari reaksi elektrokimia adalah ion besi menggabungkandengan yang lain untuk mengendap sebagai hidroksida besi, Fe (OH) 2

Hidroksida besi dapat bereaksi lebih lanjut dengan air dan oksigen untuk membentukferri hidroksida, Fe (OH) 3.

Dengan kombinasi logam-elektrolit, elektrolisis telah melibatkanpembubaran besi, dari anoda, dan generasi hidrogen, dikatoda (McGeough, 1974).4.1.4 peralatan ECMGambar 4.2 menunjukkan komponen utama dari mesin ECM: pakansistem kontrol, sistem pasokan elektrolit, power supply unit, dan bekerja-sepotong memegang perangkat. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 4.3, sistem pengendalian umpanbertanggung jawab untuk alat makan dengan laju yang konstan selama kesetimbanganmesin. Catu daya penggerak mesin saat di con-stant dc (kontinu atau berdenyut) tegangan. The dukungan elektrolit-makan unit-lapisan larutan elektrolit pada tekanan, rate yang diberikan, dan suhu.Fasilitas untuk filtrasi elektrolit, kontrol suhu, dan lumpurpenghapusan juga disertakan. Mesin ECM mampu melakukanberbagai macam operasi seperti duplikasi, tenggelam, dan pengeboran.Semiotomatis dan fasilitas otomatis digunakan untuk ukuran besarpermesinan, seperti menghaluskan dalam industri otomotif. ECMmesin, berbeda dengan peralatan mesin konvensional, dirancang untukberdiri untuk serangan korosi dengan menggunakan bahan non-logam. Untuk tinggikekuatan atau kekakuan, logam dengan non-logam pelapis direkomendasikandi www.unl.edu/.

4.1.4.1 Power supply. Catu daya dc untuk ECM memiliki berikutfitur:1. Tegangan dari 2 sampai 30 volt (V) (berdenyut atau kontinu)2. Saat ini berkisar dari 50 sampai 10.000 ampere (A), yang memungkinkan saat inikerapatan 5-500 A/cm23. Terus-menerus penyesuaian tegangan kesenjangan4. Pengendalian mesin arus dalam keadaan darurat5. Sirkuit pendek perlindungan dalam hitungan 0,001 s6. Tinggi faktor daya, efisiensi tinggi, ukuran yang kecil dan berat, dan biaya rendah4.1.4.2 Elektrolit. Fungsi utama dari elektrolit dalam ECM adalah1. Menciptakan kondisi untuk pembubaran anodik bahan benda kerja2. Melakukan mesin arus3. Hapus puing-puing dari reaksi elektrokimia dari kesenjangan4. Membawa pergi panas yang dihasilkan oleh proses permesinan5. Mempertahankan suhu konstan di daerah mesinSolusi elektrolit harus, oleh karena itu, dapat (www.unl.edu/)1. Menjamin pembubaran anodik seragam dan kecepatan tinggi2. Hindari pembentukan film pasif di permukaan anodik (elec-trolytes mengandung anion Cl, SO4, NO3, ClO3, dan OH seringdianjurkan)3. Tidak deposit pada permukaan katoda, sehingga katoda bentuk tetaptidak berubah (kalium dan natrium elektrolit yang digunakan)4. Memiliki konduktivitas listrik tinggi dan viskositas rendah untuk mengurangidaya kerugian yang disebabkan oleh elektrolit resistensi dan panas yang dihasilkan dan untukmemastikan kondisi aliran baik di celah yang sangat sempit interelectrode5. Jadilah tubuh aman, tidak beracun, dan kurang erosi ke mesin6. Mempertahankan bahan stabil dan nilai pH, selama mesin yangperiode7. Memiliki variasi kecil dalam konduktivitas dan viskositas karena tem-perature naik8. Jadilah murah dan mudah tersedia.

Yang elektrolit yang paling umum digunakan adalah natrium klorida (NaCl), natriumnitrat (NaNO3), dan natrium hidroksida. Industri ECM operasibiasanya melibatkan menggunakan elektrolit diramu untuk memenuhi beberapa persyaratanurseperti ditunjukkan pada Tabel 4.1. Pemilihan elektrolit ECM tergantung padabahan benda kerja, toleransi dimensi yang diinginkan, permukaanselesai diperlukan, dan produktivitas mesin. Selama ECM, pemilihan umumtrolyte memainkan peran penting dalam pengendalian dimensi. Seperti yang ditunjukkan padaGambar. 4.4, larutan natrium nitrat lebih disukai, karena logam lokalTingkat penghapusan tinggi di lokasi celah kecil di mana kedua aruskepadatan dan efisiensi saat ini tinggi. Selain itu, lokalTingkat penghapusan rendah di lokasi celah yang lebih besar di mana kedua aruskepadatan dan efisiensi saat ini rendah. Hasil ini di celah-distribusition cenderung ke arah keseragaman.

Efisiensi saat ini di ECM tergantung pada bahan anodik danelektrolit. Ketika tegangan berdenyut diterapkan bukannya yang lazimdigunakan kontinyu tegangan, penggunaan yang tepat dari parameter pulsa (misalnya, pulsa pada-kali) secara signifikan dapat meningkatkan efisiensi arus dan permukaan qual-ity. Tergantung pada bentuk alat dan jenis operasi permesinan,beberapa metode penyediaan elektrolit ke mesin kesenjangan ditampilkanpada Gambar. 4.5. Pemilihan metode pasokan elektrolit tergantung padabagian geometri, mesin metode, akurasi yang disyaratkan, dan permukaan akhir.Kondisi elektrolit Khas termasuk suhu dari 22 sampai 45 C,tekanan antara 100 hingga 200 kPa, dan kecepatan 25 sampai 50 m / s.4.1.4.3 Tools. Desain alat yang cocok untuk benda kerja yang diinginkanbentuk, dan dimensi membentuk masalah besar. Bentuk benda kerjadiperkirakan akan lebih besar dari ukuran alat dengan kebesaran seorang. Dalam menentukangeometri alat yang akan digunakan dalam kondisi stabil-negara, banyakvariabel yang harus ditentukan terlebih dahulu seperti bentuk yang diperlukan daripermukaan yang akan mesin, alat tingkat pakan, tegangan celah, elektrokimiamachinability bahan kerja, konduktivitas elektrolit, dan anodikdan tegangan polarisasi katodik. Dengan komputer terpadu manu-facturing, katoda diproduksi pada biaya lebih rendah dan akurasi yang lebih besar.Computer-aided design (CAD) sistem digunakan pertama untuk merancang sebuah katodikalat. Desain ini diprogram untuk produksi CNC oleh penggilingan danberputar. Setelah ECM, koordinat mengukur memeriksa mesinbenda kerja yang dihasilkan oleh alat ini dan mengirim data kembali ke CAD-computer-aided manufacturing (CAM) unit untuk analisis hasil.Iterasi alat katodik dibuat sehingga alat desain optimumdipilih.Bahan yang digunakan untuk peralatan ECM harus elektrik konduktifdan mudah machinable ke geometri diperlukan. Berbagai bahandigunakan untuk tujuan ini adalah tembaga, kuningan, stainless steel, titanium, dantembaga tungsten. Alat kontrol isolasi samping mengelektrolisis saat inidan karenanya jumlah kebesaran. Penyemprotan atau mencelupkan umumnyametode sederhana menerapkan isolasi. Durable isolasi harusmemastikan penerimaan tinggi, keseragaman listrik, kelancaran, panas menahan-Ance, kimia perlawanan terhadap elektrolit, penyerapan air rendah, danperlawanan terhadap pakaian dalam panduan mesin dan peralatan. Teflon, ure-Thane, fenol, epoksi, dan bubuk pelapis biasanya digunakan untuk alatisolasi (Logam Handbook, 1989).4.1.5 prinsip-prinsip dasar kerjaKasus yang paling sederhana untuk mempertimbangkan adalah bahwa pesawat-paralel elektroda normalke arah pakan seperti yang dijelaskan oleh Tipton (1971) dan ditunjukkan pada Gambar. 4.6.Pertimbangkan elektrolit k konduktivitas dan kembali kepadatan yang mengalir diberarti u kecepatan, ke arah peningkatan x, dalam saluran. Chan The-pasukan penjaga perdamaian diasumsikan untuk memperluas ke kiri asal x = 0 di mana alat danbenda kerja mulai, sehingga aliran telah mencapai keadaan stabil dan inletkondisi dapat diabaikan. Semua sifat-sifat sistem diasumsikanuntuk menjadi independen dari arah z. Posisi benda kerja sur-wajah relatif terhadap alat dan karenanya ketebalan gap yang diwakili olehkoordinat y. Permukaan benda kerja bergerak menjauh dari alat-surwajah dalam arah y meningkat pada tingkat proporsional dengan aruskepadatan J dan sebesar

Pada tingkat feed, ke arah penurunan y, tingkat benda kerjaperubahan posisi dy / dt dapat ditulis sebagai

Dimana : g saat ini = efisiensi proses pembubaran,% F = konstanta Faraday, 96500 C / g per ion k = konduktivitas elektrolit, -1mm-1 r = densitas bahan anoda, g/mm3 e = kimia setara beratditerapkan v = tegangan, V v = tegangan, VThe g efisiensi arus didefinisikan sebagai rasio dari jumlah yang diamatilogam terlarut dengan jumlah teoritis diprediksi dari Faradayhukum untuk kondisi tertentu yang sama elektrokimia kesetaraan,saat ini, dll semu nilai efisiensi saat ini mungkin karena1. Pilihan yang salah valensi2. Pasivasi dari permukaan anodik3. Batas butir serangan, yang menyebabkan penghapusan butir logam olehkekuatan elektrolit4. Gas evolusi pada permukaan anodaHal ini mudah untuk menulis C pemesinan konstanta untuk tertentubenda-elektrolit kombinasi (m2 min-1) sebagai

Kemudian

Integralkan

Gambar 4.7 menunjukkan bagaimana y bervariasi dengan waktu mendekati nilai keseimbangankamu asimtotik. Untuk kasus nol feed (a = 0),

Jika posisi awal permukaan benda kerja pada saat t = 0 adalah y0, maka

Oleh karena itu, kesenjangan meningkat sebanding dengan akar kuadrat dari waktuditunjukkan pada Gambar. 4.8. Pada tingkat feed konstanta, permukaan benda kerja akan

menjadi diam dan karenanya ketebalan kesenjangan menjadi konstan, ketika

Atau

Dalam kondisi seperti itu, logam penghapusan tarif per satuan luas (C / kamu) adalahsama dengan tingkat feed (a) dan ketebalan kesenjangan yang terkait disebutyang kamu kesetimbangan kesenjangan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 4.7, jika ketebalan gap yanglebih besar dari kamu, tingkat penyisihan logam kurang dari tingkat pakan, sehinggamenutup gap ke arah kamu. Jika gap awal kurang dari kamu, tingkat penyisihanlebih besar dari tingkat pakan, sehingga kesenjangan selalu cenderung ke arah equi-Librium nilai kamu sebagai hasil proses. Selama pengeboran ECM, PENURUNAN-ing tingkat umpan mengarah ke kesenjangan mesin yang lebih luas dan karenanya kurangnyadimensi akurasi. Di sisi lain, terlalu kecil gap yang terjadi menyebabkanmemicu atau kesenjangan sirkuit pendek yang dapat merusak alat dan benda kerja.4.1.6 Proses karakteristikSeperti ditunjukkan dalam Gambar. 4,9, ECM bergantung terutama pada fase ECD yang terjadi olehpergerakan ion antara alat katodik dan benda kerja anodik.

4.1.6.1 Bahan tingkat penghapusan. Hukum Faraday menggambarkan tingkat materipenghapusan. Untuk logam murni, tingkat penyisihan spesifik qc [mm3/ (min A)] adalahdiberikan oleh Kaczmarek (1976):

Untuk saat ini saya permesinan, penghapusan tarif volumetrik qv (mm3/ menit)diberikan oleh

Penghapusan linear Sl(mm / min) adalah fungsi densitas J saat ini:

Dimana :

The qc removal spesifik menggambarkan seberapa efektif mesin arusdigunakan untuk menghilangkan materi dari benda yang dikerjakan. Semakin tingginilai, semakin baik tingkat penyisihan per ampere unit. Karena sebagian besar logamlarut di valensi yang berbeda, penentuan yang tepat dari theoreti-laju penyisihan kal menjadi sulit karena fenomena acak terjadi-dering dalam kesenjangan interelectrode. Kebingungan akan muncul ketika terjadi salahvalensi negara dikaitkan dengan proses pelarutan. Dalam hal ini, diperbedaan potensial rendah, nikel biasanya larut dalam keadaan divalen dinitrat dan klorida solusi. Modus ini pembubaran beralih ketrivalen negara pada perbedaan potensial yang lebih tinggi. Demikian pula tembaga telahdiamati untuk larut dalam sebuah valensi tunggal dalam larutan klorida dan dalamdivalen negara dalam larutan nitrat. Valensi nyata dari tembaga dis-solusi perubahan juga dengan mode pembubaran. Dalam nitrat dan sul-nasib solusi, tembaga larut dengan valensi 2. Untuk kondisipembubaran transpassive, valensi ini telah ditemukan untuk menjadi antara 1dan 2 (1,6 di 60 A/cm2). ECM ini kebanyakan dilakukan pada bahan kerasdan paduan. Untuk paduan mengandung komponen n dari berbagai persentaseprediksi tingkat penyisihan menjadi lebih sulit. Volu The-Tingkat penghapusan metrik qv untuk itu paduan khusus diberikan oleh Kaczmarek(1976).

Penghapusan linier Tingkat QI diberikan oleh

Untuk indeks ECM yang lebih baik, akurasi yang lebih tinggi, dan permukaan akhir lebih baik,penting untuk memilih komposisi kimia yang tepat elektrolit danrapat arus yang tepat. Amulticomponent elektrolit harus dimanfaatkansehingga untuk setiap elemen paduan akan ada komponen yang sesuai-nent dalam larutan elektrolit. Dalam ECM praktis elektrolit dipilihberdasarkan ini komponen terbesar dalam paduan (Kaczmarek, 1976).Rendahnya nilai efisiensi saat ini mungkin menunjukkan kegagalan untuk memilih Opti-ibu mesin kondisi yang menghasilkan tingkat penghapusan yang tinggi dan akuratdimensi. Lancar kerugian dapat terjadi sebagai akibat dari perubahan dalam pemilihan umumtrolyte properti. Apoorly dipilih bentuk elektrolit, baik lapisan tipisditinggikan gas atau sebuah film oksida pada permukaan anoda. Film oksida dif-ficult untuk menghapus dan, oleh karena itu, meningkatkan tahanan polarisasi.Gambar 4.10 mengatur beberapa paduan sehubungan dengan penghapusan teoritisasumsi tingkat efisiensi saat ini 100 persen. Baja 4340 memiliki tinggiTingkat est pemindahan bahan, sedangkan L605 paduan lithium memiliki yang terendah.Khayry (1989) menyarankan nikel sebagai bahan gratis sektor dalam ECMkarena dapat mesin di efisiensi 100 persen saat ini menggunakan rendaharus kepadatan 25 A/cm2. Bila rapat arus meningkat (250A/cm2), efisiensi berkurang hingga 85 sampai 90 persen karena evolusi gas.

Ketika mesin titanium, dalam elektrolit NaCl, efisiensi saat ini10 hingga 20 persen ini didapat. Ketika solusi ini digantikan oleh beberapacampuran elektrolit kemerahan berbasis efisiensi yang lebih tinggi diperoleh pada60 V yang memecah film ulet oksida terbentuk pada machinedpermukaan. Namun, McGeough (1988) melaporkan bahwa ini sulit, cahaya, danlapisan tahan korosi adalah apa yang membuat titanium begitu berguna di udara-industri kerajinan mesin. Dengan rendah tingkat aliran elektrolit efisiensi arussiensi berkurang akibat akumulasi produk permesinan dalamkesenjangan yang menghambat melarut logam. Selain itu,katodik penumpukan gas yang dihasilkan dapat menyebabkan korsletingantara alat dan benda kerja, yang mengakhiri proses pemesinandan kerusakan baik alat dan benda kerja.Konsentrasi elektrolit juga merupakan faktor penting yang menentukanperlawanan kesenjangan dan kontrol mesin arus. Dalam beberapa kasustingkat penyisihan dan karenanya machinability tersebut dapat ditingkatkan dengan panas-ing elektrolit karena ini meningkatkan con spesifik elektrolit's-produktivitas. Dalam prakteknya, suhu elektrolit tidak boleh melebihi 60 untuk70 C dengan menggunakan pengatur suhu.Sirkulasi elektrolit dan pengisian yang direkomendasikan untuk Rais-ing tegangan elektrolit pemakaian dan menjaga jumlah pH padatingkat moderat 4 sampai 10. The elektrolit yang digunakan dalam praktek membuat pos-jawab untuk menggunakan tegangan kerja sampai dengan 20 V (Metals Handbook, 1989).Gambar 4.11 menunjukkan indeks machinability relatif dari beberapa paduan berdasarkanpada kecepatan mesin dapat diperoleh di kepadatan arus konstan.4.1.6.2 Akurasi ECM. Sebuah lebar celah kecil merupakan tingkat tinggiakurasi proses. Seperti dapat dilihat pada Gambar. 4.12, akurasi machinedbagian tergantung pada rapat arus, yang dipengaruhi oleh1. Bahan setara dan tegangan kesenjangan2. Feed rate dan kesenjangan fenomena termasuk pasif3. Elektrolit properti termasuk tingkat, pH, suhu, konsentrasi,tekanan, jenis, dan kecepatanUntuk proses akurasi tinggi, kondisi mesin terkemuka untuk mempersempitkesenjangan mesin direkomendasikan. Ini termasuk penggunaan1. Tingkat tinggi pakan2. High-konduktivitas elektrolit3. Pasivator elektrolit, seperti NaNO3, yang memiliki melemparkan rendahdaya4. Alat isolasi yang membatasi tindakan sisi-mesin

Pengendalian dimensi dalam ECM dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar. 4.13.Jika perjalanan saat ini hanya diperlukan antara RS dan SM, yang tersesatsaat ini akan lulus dari RS ke BA dan CD. Kepadatan saat ini kurangarah B ke A dan C untuk polishing Permukaan D. terjadi di sepanjang SM,sedangkan rapat arus yang lebih rendah sepanjang BA dan CD mengarah ke etsa danpitting. Dalam kondisi seperti itu, mesin terjadi di daerahmana tidak diinginkan sehingga mengarah ke kurangnya kontrol dimensi. Asim-Situasi ILAR terjadi di sisi kesenjangan selama pengeboran dan elektrokimiamati tenggelam proses.Sejauh mana piatu saat ini di mode ini adalah berkaitan denganmelemparkan kekuatan elektrolit. Fine kontrol dimensi diperolehsaat menggunakan natrium klorat (NaCIO3) elektrolit karena sangat rendahelektrolit melemparkan kekuasaan, yang terkait dengan pasivasi darianoda di wilayah kepadatan arus lokal. Menambahkan agen pasivator sepertisebagai benzotriazol (Azimidobenzene, C6H5N3) dan kalium dikromat(K2Cr2O7) untuk larutan NaCl mengurangi kekuatan melemparkan besar NaCl.Dalam kondisi seperti itu, film pasif ditemukan selama machined sur-wajah yang meningkatkan kontrol dimensi dari bagian-bagian mesin.

El-Mehdawy (1977) melaporkan bahwa selama pemesinan baja dengan menggunakanLarutan NaCl, kecepatan pembentukan lapisan pasif dikontrol oleh the-curIklan kepadatan dan laju aliran elektrolit. Pada rapat arus tinggi, lebih cepatkecepatan pembentukan lapisan pasif terjadi karena curah hujan yang cepat darianoda produk di atas permukaan mesin. Peningkatan elektrolitlaju alir mengurangi konsentrasi produk ini dan karenanyalaju pembentukan film

Toleransi dimensi khas untuk ECM adalah 0,13 mm untuk kesenjangan frontal dan 0,25 mm untuk celah samping. Kontrol tepat Machin the- ing parameter mengarah ke toleransi sempit 0,025 mm. Sulit untuk jari-jari mesin internal lebih kecil dari 0,8 mm, dan jari-jari eksternal kurang dari 0,5 mm. Sebuah overcut 0,5 mm, taper 0,001 mm / mm, dan sudut jari-jari 2,5 mm mungkin dan tergantung pada konfigurasi Alat katodik digunakan (Metals Handbook, 1989). 4.1.6.3 Permukaan selesai. Menurut Konig dan Lindelauf (1973), con- variasi siderable di permukaan akhir terjadi karena benda kerja char- acteristics dan kondisi mesin. Kristalografi penyimpangan, seperti void, dislokasi dan batas butir, berbeda struktur-kristal budaya dan orientasi, dan komposisi paduan yang berbeda secara lokal memproduksi distribusi tidak teratur dari rapat arus, sehingga meninggalkan mikro- scopic puncak dan lembah yang membentuk kekasaran permukaan. mekanisme The- peran dan pembentukan permukaan dapat dipahami dengan menggunakan Gambar. 4.14, yang menunjukkan efek laju mesin pakan pada lebar celah lokal untuk paduan mengandung dua elemen X dan Y. Dengan demikian, karena perbedaan mereka mesin tarif dan lebar kesenjangan yang sesuai mereka, yang dihasilkan maksimum puncak ke-lembah kekasaran permukaan Rt menurun pada feed yang lebih tinggi tarif, dan permukaan yang lebih baik sehingga diharapkan pada tarif yang lebih tinggi. Peningkatan kualitas permukaan, pada arus mesin yang lebih tinggi, ditunjukkan pada Gambar. 4.15 terkait dengan pembentukan lapisan garam longgar, yang akan menghasilkan distribusi yang lebih bahkan dari rapat arus dan maka selesai permukaan yang lebih baik. Lebih berbutir halus dan homogen struktur- membangun struktur menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik. Kekasaran yang diperoleh dengan

ukuran butir lebih besar dari baja karbon dianil (Gambar 4.16), itu mungkin karenadengan berkurangnya jumlah batas butir hadir pada permukaan tersebut.Kekasaran permukaan bagian mesin bervariasi 0,3-1,9 pM untukkesenjangan daerah frontal dan bisa kasar seperti 5 pM atau lebih untuk sisi kesenjangandaerah. Beberapa logam dapat dipoles dalam larutan garam sederhana jika aruskepadatan tinggi. Mikroskopis cacat permukaan seperti serangan intergranularmungkin disebabkan oleh pembubaran ECM selektif konstituen tertentupaduan. Cacat tersebut biasanya berhubungan dengan kepadatan arus yang rendahdan intermetalik presipitat pada batas butir. Intergranular seranganbiasanya dapat dihindari dengan pilihan yang tepat elektrolit dan permesinan

parameter. Secara umum efek ECM berikut dirangkum dalam Metals Handbook (1989): a. butir besar menyebabkan selesai kasar dari butir halus. b.Inklusi larut seperti grafit dalam kekasaran besi cor meningkatkan dan menciptakan masalah mesin. c.Variasi dalam komposisi benda kerja, seperti dalam kasus baja dikeraskan, mengakibatkan perbedaan dalam tarif mesin lokal. d.Pengendapan senyawa intermetalik pada batas butir menyebabkan serius intergranular serangan. Masuzawa et al. (1991) melaporkan bahwa untuk nonpassivating elektroda sistem, penurunan konsentrasi elektrolit dan peningkatan suhu meningkatkan kualitas permukaan. Untuk sistem pasivator, konsentrasi elektrolit rendah dan peningkatan suhu meningkatkan pembentukan lapisan pelindung yang menyebabkan kerusakan ke permukaan kualitas. Afurther peningkatan kepadatan arus memecah lapisan ini sehingga ada penurunan persentase luas permukaan tertutup dimana reaksi dari efek nonremoving terjadi dan permukaan yang lebih halus adalah dihasilkan. Matt tergores permukaan kekasaran 0,9-1,4 pM pada arus kepadatan 15,5 A/cm2 dan tingkat aliran elektrolit dari 28 m / s telah pro- diproduksi pada 80 Nimonic menggunakan larutan NaCl. Pada rapat arus sebesar 46,5 A/cm2 dan kecepatan aliran elektrolit 28,5 m / s, kekasaran itu 0,2 pM. Selesai kasar dengan kekasaran permukaan 5.2 pM diperoleh dengan besi cor mesin di w 20% NaCl w /, saat kepadatan mulai dari 3,7-15,5 A/cm2 , Dan aliran tingkat 0,4-1,4 m3 / S telah terutama dikaitkan dengan pasivasi parsial. Marks passivasi parsial adalah juga diamati oleh McGeough (1974) dalam kasus C 0,78% dipadamkan dan temper baja pada kecepatan elektrolit sebesar 16,5 m / s. Tanda ini adalah dipecah sebagai kecepatan itu meningkat dari 29 sampai 45 m / s, dan maka permukaan dilakukan striations dipoles.4.1.7 Proses kontrolSelama ECM banyak kondisi permesinan yang dipilih harus dijagatidak berubah karena mereka memiliki dampak langsung terhadap keakuratan proses dan sur-wajah selesai. Tegangan kesenjangan mempengaruhi kebesaran dihasilkan, yang pada gilirannyamengubah dimensi dari benda kerja mesin. Kekasaran permukaantergantung pada rapat arus, yang dipengaruhi oleh tingkat pakan alat, volt kesenjangan-umur, bahan kerja, fenomena kesenjangan, dan kondisi elektrolit ter-ing jenis, konsentrasi, temperatur, tekanan, tingkat pH, dan konduktivitas.Selama ECM, kondisi mesin yang mengarah ke proses akurasi tinggiberhubungan dengan kekasaran permukaan yang lebih kecil dan mesin lebih besarproduktivitas. Kepadatan tinggi saat ini, oleh karena itu, dianjurkan.Namun, pemanasan elektrolit, dan mendidih dan meningkatkan possibil-ity yang memicu harus dipertimbangkan. Kontrol yang tepat dari ECM meningkatkankualitas produk dan produktivitas proses dalam tampilan sebagai berikutalasan:1. Perilaku nonstasioner dari ECM adalah karena variasi antar-elektroda kesenjangan kondisi seperti generasi gas, pemanas, pasivasi,dan reaksi elektroda lainnya.2. Untuk komponen besar, waktu pemesinan yang sebenarnya merupakan tinggi per-tampak dalam persentase dari waktu total produksi. Setiap perbaikan mesinkinerja yang dapat menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam waktu siklus produk.3. Biaya perangkat keras kontrol tambahan mungkin tetap sebagian kecildari biaya total mesin termasuk power supply dan pakan elektrolit-ing dan unit filtrasi.4. Peningkatan jam kerja tak berawak meningkatkan efisiensiMesin ECM dan meningkatkan kemungkinan integrasi proseske dalam CAD / CAM sistem.5. ECM oleh memicu kerusakan dapat menyebabkan kerusakan tidak dapat diperbaiki untukbenda kerja rumit dan sering mahal dan alat atau benar-benar menutupturun mesin sebelum waktunya. Risiko ini meningkat pada mesin tinggikecepatan yang biasanya terkait dengan interelectrode sempitkesenjangan. Penerapan sistem pengendalian lanjut dapat secara signifikancantly berkontribusi terhadap pengurangan risiko kerugian tersebut.Sejak awal 1960-an, upaya-upaya luas telah terus-menerus di bawahdiambil untuk memahami sifat kompleks ECM dalam dua utama arah-subpopulasi. Dalam hal ini, efek tingkat alat pakan, tegangan celah, dankondisi elektrolit pada keakuratan yang dihasilkan diselidiki. Lebih lanjutpekerjaan penelitian dipertimbangkan untuk pemodelan proses dan alat yang tepatdesain. Datta et al. (1996) dan Reddy et al. (1988) yang bersangkutan denganelektrolit suhu, tekanan variasi dalam kesenjangan interelectrode,dan pilihan tegangan kesenjangan optimum yang akan menghindari terjadinyadari pencetus dan akibat hilangnya alat dan benda kerja.Begnon dan Bedrin (1982) menggunakan eddy current untuk Tindakan dalam-proses-urement dari kesenjangan interelectrode untuk menyesuaikan beberapa parameter pemesinan.Kerja mereka, bagaimanapun, menyebabkan peningkatan keakuratan pro-diproduksi bentuk. Suatu pengendalian konstan kesenjangan sistem yang menggunakan pakan / teganganRasio untuk mencapai konduktivitas elektrolit konstan diperkenalkan di lihat-ence Paten Inggris 1037 662. Ide-ide lain dari kesenjangan kontrol melibatkan penggunaandari feed konstan atau mengontrol tekanan kesenjangan masuk. Pengendalian kesenjangan pres-Pastikan menghindari pencetus dan pasif, yang bertanggung jawab untuk terjadi ketikateknik pakan konstan digunakan. Sebuah skema kontrol lebih lanjut dijelaskan dalamInggris Paten 937 681, di mana aliran arus konstan dijamin referensi.

Elsayed (1989) merekomendasikan penggunaan aliran arus konstan untuk con- trol kesenjangan mesin. Mengatur dan memelihara ukuran celah kecil stabil dalam mesin elektrokimia berdenyut (PECM) adalah penting untuk lebih baik dimensi kontrol. Sebuah data kecepatan tinggi sistem akuisisi digunakan untuk memperoleh sinyal pulsa saat ini untuk mengembangkan monitoring on-line strategi mana varians sinyal yang berkorelasi dengan interelectrode ukuran kesenjangan et al Rajurkar. (1995). Sebuah model kontrol yang menganggap sifat dinamis dari proses dan mencapai kondisi yang diinginkan telah telah diperkenalkan oleh Rajurkar dan Schnacker (1988). Sorkhel dan Bhattacharyya (1994) mengembangkan setup dengan komputer- stepper motor drive dikontrol kontrol unit untuk memberikan variabel dan pakan otomatis tingkat selain autosensing kondisi kesenjangan ECM selama mesin. Berdasarkan jawaban listrik yang diterima dari kesenjangan mesin, pengendalian laju pakan alat dan aliran elektrolit kondisi telah dipertimbangkan. Kozak et al. (1995) memperkenalkan proses ECM dengan numerik con- gerakan dikendalikan dari alat elektroda. Hal ini menghilangkan alat mahal bentuk dan meningkatkan akurasi mesin. Pengetahuan cerdas- sistem berbasis untuk konsultan, pengetahuan siap on-line untuk memilih appro- ECM priate kondisi digambarkan oleh Amalnik dan McGeough (1996) dan Khayry (1996). 4.1.8 Aplikasi ECM telah digunakan dalam berbagai aplikasi industri mulai dari tenggelam rongga untuk menghaluskan. Kemampuan untuk mesin tinggi kekuatan paduan dan baja dikeraskan telah menyebabkan aplikasi penghematan biaya banyak dimana proses lain tidak praktis. Khas aplikator untuk ECM proses ditunjukkan pada Gambar. 4.17.

4.1.9 Micro-ECMECM biasanya ditandai sebagai akurasi rendah proses pemesinankarena kesenjangan mesin yang lebih luas. Dalam mikro-ECM sebuah jet elektrolitdigunakan sebagai microtool dalam pengaturan ditunjukkan pada Gambar. 4.18. Memindahkanbenda kerja dan mengendalikan atau switching pulsa saat ini memproduksi kecilindentasi atau rongga sejalan pradesain seperti ditunjukkan pada Gambar. 4.19. Untukrincian lebih lanjut tentang mikro-ECM, lihat McGeough (2002).4.1.10 Keuntungan dan kerugiandari ECMKeuntungan1. Tidak ada dipakai di alat ini karena tidak ada kontak antaraalat dan benda kerja.2. Machining dilakukan pada tegangan rendah, dibandingkan dengan proses lainnya, denganremoval logam tingkat tinggi. 3. Sangat dimensi kecil sampai dengan 0,05 mm dapat dikendalikan.4. Profil Complicated dapat mesin mudah dalam satu operasi.

1. Karena suhu rendah dikembangkan, tidak ada kerusakan termal terjadidengan struktur benda kerja.2. Hard bahan konduktif dapat mesin.3. Permukaan akhir dapat dipertahankan pada 0,1-1,25 m Ra.4. Karena biaya modal yang tinggi, ECM hanya cocok untuk massa pro-produksi bekerja.5. Persyaratan tenaga kerja rendah.Kekurangan1. Ahuge jumlah energi yang dikonsumsi (sekitar 100 kali yang dibutuhkanuntuk mengubah atau pengeboran baja).2. Tingkat penghapusan logam lambat dibandingkan dengan metode konvensional.3. ECM hanya dapat diaplikasikan pada material benda kerja elektrik konduktif.4. Ada kesulitan dalam aman menghapus dan membuang daya eksploratif the-gas hidrogen yang dihasilkan selama mesin komprehensif.5. Benda kerja perlu dibersihkan dan diminyaki segera setelahmesin.6. Ada kesulitan dengan penanganan dan mengandung elektrolit,yang dapat merusak peralatan.7. Hal ini tidak mudah untuk menduplikasi bentuk alat elektroda dalam benda yang dikerjakandengan tingkat akurasi yang tinggi karena efek samping mesin.8. Proses ini tidak bisa menghasilkan tepi internal atau eksternal tajam.9. Pemompaan elektrolit tekanan tinggi ke Machin sempiting menimbulkan kesenjangan kekuatan besar yang bekerja pada alat dan benda kerja.4.1.11 Dampak lingkunganBahaya kesehatan kerja sangat terbatas jika ECM diterapkan di bawahsesuai kondisi. Elektrolit percikan, kontaminasi matadan kulit, dan perluasan bebas dari uap berbahaya atau beracun harusdihindari (Gbr. 4.20). Dampak penting terhadap lingkungan berasal darielektrolit dan lumpur ECM. Selama ECM menghaluskan dan matitenggelam, NaNO3 memenuhi persyaratan tingkat removal tinggi dan sur-wajah kualitas. Namun, melalui pembubaran mengandung logamkrom dan karena pengurangan nitrat pada katoda alat, mediaterakumulasi kromat beracun dan amonia. Senyawa kimiadiserap ke dalam hidroksida logam dalam lumpur ECM. Slurriesdihasilkan dari pemeliharaan elektrolit endapan benda padat, danlarutan elektrolit harus dibuang (Tonshof dkk, 1996.).