（中國航空制造技術(shù)研究院，北京 100024）

電 解 加 工（Electrochemical Machining，ECM）是一種利用金屬電化學(xué)陽極溶解的原理實(shí)現(xiàn)去除的特種加工方法，其“拷貝”成形的特性可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的一次成形加工，加工效率高、無工具電極損耗、無加工應(yīng)力、表面完整性好，在國內(nèi)外航空、航天、兵器工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。電解加工用的電解液一般采用導(dǎo)電性及安全性較好的NaCl、NaNO3等中性鹽溶液，電解液在電解加工中承擔(dān)著電化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物容納及沖刷的重要角色，電解液的電導(dǎo)率、pH值、純凈度等與電解加工的質(zhì)量及穩(wěn)定性密切相關(guān)。但在電解加工過程中，由于陽極金屬的不斷溶解及金屬離子遇水及空氣后的氧化反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的固相化合物而聚成污泥，處理不當(dāng)，會(huì)造成環(huán)境污染。如何消除電解加工產(chǎn)物帶來的不利影響，越來越引起人們的重視，國內(nèi)外近年來已針對(duì)其產(chǎn)物的無害化處理采取了一系列技術(shù)措施。本文將從電解加工產(chǎn)物成分和影響分析、國內(nèi)外現(xiàn)狀、處理技術(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)處理方法的發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。

電解加工產(chǎn)物成分和影響分析

以加工鋼為例，電解加工過程中，典型的電化學(xué)反應(yīng)如表1所示。

從表1中電化學(xué)反應(yīng)式可看出，電解加工后電解液池中會(huì)出現(xiàn)鐵的氧化物、氫氧化物沉淀等。陽極溶解反應(yīng)中每蝕除掉1mol金屬鐵，將產(chǎn)生1mol的Fe(OH)2墨綠色絮狀物。將摩爾數(shù)換算成體積數(shù)可知，每蝕除掉1體積的鐵將產(chǎn)生約3.7倍體積的Fe(OH)2，其中Fe(OH)2還將進(jìn)一步氧化成Fe(OH)3黃褐色沉淀物[1]。產(chǎn)物的聚集帶來的影響主要有以下幾個(gè)方面：

第一，對(duì)加工工藝過程的影響。生成的大量加工產(chǎn)物混在電解液中，影響電化學(xué)反應(yīng)的速度，容易造成加工區(qū)極間短路和結(jié)疤，在小間隙精密電解加工時(shí)越明顯。如不能實(shí)現(xiàn)電解液的在線高精過濾、凈化和更新，就不能保證加工過程中的電解液純凈度要求，造成電化學(xué)極化，使加工難以持續(xù)。

第二，對(duì)環(huán)境的影響。電解加工去除產(chǎn)出比高，產(chǎn)物含水化合物團(tuán)體積較大，處理過程中難于周轉(zhuǎn)存放，占用空間大，并且在堆積的大量污泥中，如果不加處理任意堆放，將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。如采用化學(xué)法混合處理，生成的污泥總量會(huì)更多。根據(jù)生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，按國內(nèi)目前采用的電解產(chǎn)物處理方法，即板框壓濾后濕泥裝袋，處理后每臺(tái)萬安培級(jí)設(shè)備正常電解加工每天將產(chǎn)生約400kg的濕泥。雖然經(jīng)過板框壓濾法將電解產(chǎn)物進(jìn)行壓濾，仍需對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行再脫水處理，最大限度壓縮其占用空間。加工過程中生成的墨綠色絮狀物Fe（OH）2、黃褐色沉淀物Fe（OH）3及Fe2O3等化合物對(duì)周圍環(huán)境具有較強(qiáng)的染色污染，有色工業(yè)廢水除了給人以不愉快感，降低受納水體的透光性，還會(huì)影響水生生物的生長[2]。要求電解加工產(chǎn)物排放前要對(duì)其進(jìn)行脫色處理，避免其對(duì)環(huán)境的二次污染。

第三，對(duì)人體健康的影響。軍工產(chǎn)品大量采用高溫合金、不銹鋼等金屬材料，在電解加工的電化學(xué)反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生一定量游離的六價(jià)鉻（如Cr2O7

2-）等有害離子,會(huì)對(duì)人體健康造成影響。如六價(jià)鉻（Cr6+）化合物及其鹽類，為吸入性毒物，極易在水中溶解，容易被人體吸收，長期吸入會(huì)導(dǎo)致重金屬中毒，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性[3]。故必須保證操作者對(duì)含高價(jià)重金屬離子產(chǎn)物的接觸和吸入保護(hù)，同時(shí)應(yīng)對(duì)六價(jià)鉻離子進(jìn)行還原，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，電解加工過程中會(huì)產(chǎn)生少量有害人體健康的氣體，如Cl2、Br2氣體，應(yīng)保證及時(shí)有效的排出廠房。

可見，大批量生產(chǎn)中電解加工產(chǎn)物帶來的副作用，勢必會(huì)影響其在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用。必須重視并解決電解加工過程中的環(huán)境保護(hù)問題，特別是對(duì)電解加工的產(chǎn)物進(jìn)行處理和回收，將其中的有害離子（如Cr6+等）進(jìn)行無害化處理，達(dá)到“綠色制造”的目的。

國內(nèi)外解決方案及現(xiàn)狀

在電解加工技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，各個(gè)國家均開始重視如何消弱或消除電解加工對(duì)環(huán)境的影響的研究工作。20世紀(jì)90年代，美國與德國已經(jīng)有了成熟的解決方案。美國采取集中發(fā)展，將影響控制在一個(gè)地域中，同時(shí)嚴(yán)格對(duì)電解產(chǎn)物進(jìn)行無害化處理。在電解加工產(chǎn)物處理方面，美國采用了振動(dòng)薄膜過濾系統(tǒng)（VSEP處理系統(tǒng)），經(jīng)精密過濾后的產(chǎn)物直接進(jìn)入壓榨機(jī)，并經(jīng)深度脫水后壓成模塊[4]。目前，該處理方法已在美國多行業(yè)內(nèi)應(yīng)用，其中包括精密電解加工、石油化工及，廢水處理等。美國VSEP過濾系統(tǒng)和產(chǎn)物壓榨處理工藝流程如圖1所示[4]。

表1 電解加工電化學(xué)反應(yīng)

圖1 VSEP過濾系統(tǒng)和產(chǎn)物壓榨處理工藝流程圖Fig.1 Flow chart of VSEP filtration system and products press process

歐盟在其制定的第五框架計(jì)劃 (FP5，1998～2002)中，專門設(shè)置了“環(huán)境、能源和可持續(xù)發(fā)展”研發(fā)專題（SPECTRUM），使歐洲的能源利用與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。精密電解加工產(chǎn)物處理就被列入此專題中，即“超精密電解加工產(chǎn)物處理回收再利用技術(shù)研究”專題，成為一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容。此項(xiàng)專題研究主要參與單位有荷蘭飛利浦公司，德國的博世集團(tuán)，比利時(shí)的魯汶大學(xué)和布魯塞爾自由大學(xué)VUB等。專題提出電解產(chǎn)物處理技術(shù)研究成果將實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室研究乃至更廣泛的工業(yè)應(yīng)用，清潔的電解液使電解加工精度由當(dāng)時(shí)的0.25mm提高至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，解決每年近8000t化學(xué)產(chǎn)物對(duì)人體、環(huán)境帶來的危害，特別是有毒離子Cr6+和其他的重金屬離子。這一項(xiàng)目在歐盟“地平線2020”計(jì)劃中還在繼續(xù)。另外，歐盟議會(huì)和歐盟理事會(huì)于2003年通過了ROHS指令，明確規(guī)定了6種有害物質(zhì)的最大限量值，其中六價(jià)鉻含量＜1000×10-6，即＜0.1%。迄今為止，基本實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。以MTU、EMAG公司為代表，德國實(shí)現(xiàn)了電解液的在線精密過濾及產(chǎn)物的無害化處理，走在了世界前列，配有獨(dú)立的控制系統(tǒng)進(jìn)行電解液供液及精密微過濾系統(tǒng)的控制與管理。采取高精度膜濾技術(shù)對(duì)循環(huán)的電解液進(jìn)行在線精微過濾，且具有自動(dòng)反沖洗功能，過濾精度≤0.5μm，使得加工區(qū)可以穩(wěn)定地獲得清潔電解液。

相比國外，國內(nèi)的電解加工工藝應(yīng)用單位較分散，沒有實(shí)現(xiàn)電解加工產(chǎn)物的集中控制、集中處理。各個(gè)單位的處理方法也不盡相同，處理設(shè)備和方法都較落后。國內(nèi)常用的電解加工系統(tǒng)組成如圖2所示。其中的輸液系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、產(chǎn)物濾除系統(tǒng)各自獨(dú)立，沒有實(shí)現(xiàn)相關(guān)的系統(tǒng)控制。占地面積大，電解液部分多采用地面下的水泥電解液循環(huán)池，主泵輸液路徑較長，因滴漏造成現(xiàn)場的污染尤為突出；電解產(chǎn)物經(jīng)板框壓濾機(jī)處理后，裝袋集中堆放，到一定數(shù)量后轉(zhuǎn)交專業(yè)的環(huán)保處理廠處理。這種方法不能解決電解加工過程中的在線處理，對(duì)產(chǎn)物的后續(xù)處理也沒能實(shí)現(xiàn)最終跟蹤，對(duì)電解產(chǎn)物產(chǎn)生二次污染的控制力很弱。

圖2 電解加工系統(tǒng)組成圖Fig.2 Component diagram of electrochemical machining system

電解液過濾技術(shù)

電解加工過程中，加工區(qū)電解液流速最高可達(dá)30m/s，加工大面積型面，流量可達(dá)300L/min。大流量的循環(huán)使用對(duì)過濾系統(tǒng)要求很高，要求對(duì)加工區(qū)的回液進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度產(chǎn)物過濾。高純凈度大流量電解液過濾目前常用先進(jìn)方法有兩種方式：一種是具有反沖洗功能的振動(dòng)薄膜過濾方法；另一種是離心過濾方法。振動(dòng)薄膜過濾是采用超濾、納濾或反滲透膜組件，運(yùn)作時(shí)薄膜連續(xù)振動(dòng)，在膜面制造剪切波，以此解決膜阻塞問題，實(shí)現(xiàn)了物料連續(xù)一次性的高效過濾，無需進(jìn)行多次循環(huán)過濾。產(chǎn)物濃縮度很高，一次性回收率達(dá)到95%，固液分離后溶液的純凈度高。振動(dòng)薄膜過濾方法大大提高了電解液過濾和加工產(chǎn)物處理的經(jīng)濟(jì)性[5]。VSEP振動(dòng)膜濾系統(tǒng)工作原理如圖3所示。

離心過濾方法相比振動(dòng)薄膜過濾，原理上更加簡單。其原理見圖4。離心過濾機(jī)主要由離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓和取水器等組成。固液混合物輸入到離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，利用離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的高速旋轉(zhuǎn)，比重較大的固相沉淀物在離心力的作用下在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁沉淀、壓縮、脫水，從而實(shí)現(xiàn)固液分離，固相通過重力排出；同時(shí)，通過取水頭不斷獲得純凈溶液，溶液的純凈度與取水器沿離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的徑向位置相關(guān)。該過濾方法實(shí)現(xiàn)了溶液過濾和產(chǎn)物壓榨的一體化處理，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地小等優(yōu)點(diǎn)。在歐洲，離心過濾方法在切削工作液的凈化上得到了普遍應(yīng)用，在電解液過濾方面剛剛開始。

圖3 VSEP振動(dòng)膜濾系統(tǒng)工作原理Fig.3 Principle of VSEP treatment system

圖4 離心過濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Block diagram of centrifugal filter

基于離心過濾分離技術(shù)的電解液系統(tǒng)即是以離心機(jī)作為精密過濾、產(chǎn)物濾除的核心元件，將液箱、離心機(jī)、熱交換器、檢測組件及控制系統(tǒng)等進(jìn)行集成，如圖5所示。

整套輸液系統(tǒng)以電解液箱作為基礎(chǔ)，分為臟液箱與凈液箱。電解液主輸液泵將純凈的電解液輸送至電解加工區(qū)，加工后的液體回到臟液箱；臟液箱中的電解液由離心機(jī)供液泵抽至離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行過濾分離，過濾后的凈液再回到凈液箱，形成循環(huán)；同時(shí)，電解液熱交換泵將電解液不斷輸送至熱交換器，與外部的冷水進(jìn)行熱交換達(dá)到降溫的目的，在電解液溫度低于工藝要求時(shí)，可啟動(dòng)加熱棒進(jìn)行升溫；系統(tǒng)同時(shí)具備pH值、電導(dǎo)率以及純凈度在線檢測功能；整套系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行由控制系統(tǒng)完成。系統(tǒng)具備輸液、控溫、pH值、電導(dǎo)率監(jiān)控功能，代替了傳統(tǒng)的主泵、電解液池、板框壓濾機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)[6]。

基于離心過濾及產(chǎn)物濾除技術(shù)的電解液系統(tǒng)，通過集成后占地面積僅為傳統(tǒng)分離式電解液系統(tǒng)的1/5。離心過濾輸液系統(tǒng)是一種成熟技術(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)型，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)簡易，是實(shí)現(xiàn)電解加工設(shè)備高度集成的重要途徑之一。

電解泥處理技術(shù)

電解加工應(yīng)用于批量生產(chǎn)時(shí)，每天都會(huì)產(chǎn)生大量的金屬化合物，經(jīng)過固液分離后，一般呈固態(tài)的污泥狀態(tài)。對(duì)電解泥的存放、處理也是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。對(duì)工業(yè)廢物進(jìn)行填海曾經(jīng)是電化學(xué)加工污泥等固體廢物處置的一條傳統(tǒng)途徑。美國在1965年以前，一直將固體廢物進(jìn)行填海處理，其中也包括電化學(xué)加工污泥，直到1992年，才通過了《海洋保護(hù)研究和保護(hù)區(qū)法》；英國在1998年以前，固體廢物填海處理占到30%，1998年12月后明確禁止固體廢物填海[7]。電化學(xué)加工污泥等固體廢物目前的主要處置辦法是陸地安全填埋。我國早期對(duì)危險(xiǎn)固體廢物的管理較為混亂，地區(qū)差異大，很多工業(yè)廢物只是簡單堆放或填埋，污染嚴(yán)重。近年來，加強(qiáng)了管理和處置力度，在多個(gè)城市已擁有符合標(biāo)準(zhǔn)的廢物集中處理場[8]。

目前對(duì)電解產(chǎn)物等工業(yè)廢物的處理方法一般有脫水處理、干化處理、焚燒處理等方法。高壓壓榨脫水可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電解加工產(chǎn)物（含水化合物團(tuán)）的深度脫水處理，其原理就是利用物理擠壓方法排出介質(zhì)中的水，不斷干化，最大限度壓縮體積。高壓壓榨技術(shù)主要有螺旋壓榨、離心壓榨、滾軋壓榨等方法，通過擠壓、甩干等方式干化處理后的電解泥產(chǎn)品用途很多，有些甚至可以用做土壤改良劑、替代能源等。脫水處理有效地縮減了泥的體積，起到了一定減容作用，但脫水后產(chǎn)物的含水率仍然較高，最終填埋處理仍有環(huán)境的安全性問題，因此僅僅脫水處理也沒有解決電解泥的最終處置問題。目前，干化處理是污泥處理技術(shù)中最為先進(jìn)和科學(xué)的一種處理方法。干化處理的方法很多，如向濕污泥中添加藥品（聚丙烯酸鈉等）改變污泥結(jié)構(gòu)及性能，可以迅速析出水分，同時(shí)使污泥顆粒松散，提高通氣性，更易于干化。還有采用施加熱量使水分蒸發(fā)的熱干化方法，處理更為徹底[9]。

國外學(xué)者對(duì)重金屬污染的治理技術(shù)進(jìn)行了大量研究工作，處理中重金屬產(chǎn)物需建立區(qū)域性專業(yè)工廠，進(jìn)行集中綜合利用與處置。針對(duì)不同的重金屬存在形式，目前已開發(fā)應(yīng)用的方法有化學(xué)還原、化學(xué)穩(wěn)定化處理、離子交換、物理固化及燒結(jié)等。

圖5 輸液系統(tǒng)組成Fig.5 Electrolyte supply system

化學(xué)還原即是在電解液池中添加還原劑（如硫酸亞鐵FeSO4、亞硫酸氫鈉NaHSO3），以鉻離子為例，將6價(jià)鉻還原成3價(jià)鉻，形成穩(wěn)定的Cr（OH）3沉淀，經(jīng)壓濾機(jī)形成固態(tài)電解泥，再進(jìn)行后續(xù)處理?；瘜W(xué)還原應(yīng)用最為普遍，我國有40%以上的電化學(xué)加工產(chǎn)物采用化學(xué)還原處理廢水，而日本占到了85%左右?；瘜W(xué)還原法投資少、技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)，但會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。污泥的堆積存放造成地下水污染，重金屬超過飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。我國每年從電化學(xué)加工污泥中流失重金屬達(dá)幾千噸以上，這方面與國外差距很大。國外對(duì)重金屬含量大的電化學(xué)加工污泥進(jìn)行金屬提煉，如鉻泥、鎳泥等用于不銹鋼冶煉。對(duì)混合污泥多采用固化處理，如經(jīng)水泥固化并經(jīng)浸漬檢驗(yàn)合格后填埋。日本、美國、西歐等國家對(duì)重金屬污泥處理的專業(yè)化程度都很高，每個(gè)地區(qū)都配備專門的污泥處理工廠以減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)。國內(nèi)近年來也非常重視重金屬污泥的綜合利用研究，尤其是對(duì)混合污泥進(jìn)行研究其處理和應(yīng)用技術(shù)，并取得了一定成效[7]。

化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)是指在固體廢物中加入化學(xué)藥劑，將廢物中有害成分引入某種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)中的處理方法。日本采用化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)，有效降低了廢物固化增容比。清華大學(xué)用聚乙烯亞胺與二硫化碳反應(yīng)得到重金屬鰲合劑二硫代氨基甲酸或其鹽，該鰲合劑對(duì)Cr3+、Ag+、Pb2+、Zn2+、和 Cd2+均有較好的捕集作用，而且捕集效果不受pH值的影響。通過藥劑穩(wěn)定化處理技術(shù)大幅降低增容比，減少了后續(xù)的運(yùn)輸、貯存和處置費(fèi)用，而且通過改進(jìn)鰲合劑結(jié)構(gòu)和性能，不斷強(qiáng)化電化學(xué)加工污泥中重金屬間的鰲合作用。開發(fā)重金屬污泥的藥劑穩(wěn)定化新技術(shù)將有廣闊的應(yīng)用前景[7]。

離子交換法是利用“高價(jià)金屬離子與樹脂交換基團(tuán)的固定離子有較強(qiáng)的結(jié)合力，可以優(yōu)先被交換”的原理，在只要求去除這些離子的情況下，可采用較大的流速而不影響交換效果，但它們交換到樹脂上去以后，再生洗脫則比較困難，容易引起樹脂“中毒”，降低樹脂的工作交換容量[10]。

以焚燒法為核心的污泥處理技術(shù)是最徹底的污泥專業(yè)化處理方法，它可以對(duì)含有重金屬或化學(xué)污染物的污泥實(shí)現(xiàn)完全的惰性化處理，最大限度減少污染。污泥的大規(guī)模處理采用焚燒處理較為適合，因此在西方發(fā)達(dá)國家和日本得到廣泛應(yīng)用。在歐盟國家和日本污泥焚燒率分別達(dá)到60%和20%。焚燒后產(chǎn)生的灰塵可以用做土壤改良劑、建材甚至燃料等。污泥焚燒處理要求溫度高，處理系統(tǒng)工藝技術(shù)非常復(fù)雜，一次性投資和日常運(yùn)行費(fèi)用偏高[7]。

物理固化技術(shù)是固體廢物無害化處理的另一項(xiàng)重要技術(shù)，主要包括水泥固化、石灰固化、熱塑性固化、熔融固化、自膠結(jié)固燒結(jié)等。常用的固化劑有水泥、瀝青、玻璃、水玻璃等。固化劑和污泥混合，將污泥內(nèi)的重金屬等有害物質(zhì)固化封閉。水泥固化在美國被采用，對(duì)一些重金屬的封閉固定是非常有效的，其效果得到了美國國家環(huán)保局的認(rèn)可。國內(nèi)外進(jìn)一步研究以水泥和粉煤灰的混合物固化鉻、鎳、錫等重金屬物，以廢治廢，節(jié)約了成本，值得大力推廣。國內(nèi)采用HAS土壤固化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)固化基材對(duì)重金屬污泥實(shí)現(xiàn)常溫固化處理[11]。固化塊浸出液中重金屬離子的濃度在國家允許的范圍內(nèi)，固化塊的機(jī)械性能、抗凍融性能、耐干濕性能均滿足護(hù)坡磚的要求。制磚法就是將污泥與勃土按一定比例混進(jìn)混凝土或制成紅磚和青磚，使污泥中的重金屬在磚中穩(wěn)定固化[7]。隨著固化體浸出率要求的不斷嚴(yán)格，制磚法將是將來一段時(shí)間終端處理的發(fā)展趨勢。

以上常見的電解泥處理方法中，可以針對(duì)不同材料的電解加工產(chǎn)物采用?；瘜W(xué)還原及化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)可以用于貴金屬提取回收，而物理固化及燒結(jié)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的害化終極處理。

圖6 不同的雙極性電源供電方法Fig.6 Different power supply methods of bipolar power

有害離子在線控制技術(shù)：雙極性脈沖電解加工方法

國外研究表明，在脈沖精密電解加工中反向脈沖的加入可達(dá)到更小加工間隙、加工過程穩(wěn)定性更高和表面質(zhì)量更好。另外，反向脈沖的加入還可使純鈦、硬質(zhì)合金等在普通電解液中不能加工或達(dá)不到理想加工效果的金屬材料獲得順利加工，達(dá)到理想加工效果。最令人關(guān)注的是反向脈沖能使加工產(chǎn)生的六價(jià)鉻離子含量有所減小。

近年來，中國航空制造技術(shù)研究院等單位開展了雙極性脈沖電解加工方面的研究。雙極性脈沖電解加工即是在工件陽極和工具電極間交替施加雙向電脈沖，圖6為不同的雙極性電源供電方法。在一組或多組正極性加工脈沖施加過程中，工件為陽極，工件上的金屬在電解液中逐漸溶解，同時(shí)出現(xiàn)陰陽極極化現(xiàn)象，工件表面出現(xiàn)鈍化趨勢。而在反向極性電壓脈沖施加過程中，工件為陰極，由于氫氣的析出，工件附近的電解液pH值升高，工件表面鈍化層溶解。其中反極性脈沖的幅值、脈寬、位置均需控制，優(yōu)化后的參數(shù)不應(yīng)對(duì)陰極材料去除作用，應(yīng)達(dá)到或低于完全去除鈍化層的水平。

試驗(yàn)表明，反向脈沖的加入對(duì)于提高小間隙下的加工穩(wěn)定性以及加工表面質(zhì)量有著重要的作用。通過對(duì)鉻鎳鋼單極性和雙極性脈沖電解加工后電解液中6價(jià)鉻離子濃度變化試驗(yàn)分析，表明在雙極性脈沖電解加工條件下，電解液中6價(jià)鉻離子濃度有所減小。通過高精度6價(jià)鉻測量儀和電子天平等測量儀器進(jìn)行實(shí)測也證明，去除等質(zhì)量的試件材料，施加反極性脈沖后溶液中Cr6+離子增加量明顯減少，并且隨著加工去除量的增加，反極性脈沖使加工產(chǎn)生的Cr6+離子減少的趨勢會(huì)越來越明顯。這種加工過程中的有害離子在線控制技術(shù)對(duì)于今后的批量生產(chǎn)具有重要意義。

結(jié)束語

電解加工技術(shù)以其在加工效率及品質(zhì)上的優(yōu)勢，在國內(nèi)外迅速發(fā)展，已成為軍民品批量制造的重要特種加工技術(shù)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，微米級(jí)加工精度電解過濾技術(shù)以及大量加工產(chǎn)物的無害化處理是該項(xiàng)技術(shù)的重要組成部分。通過工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，避免或降低有害產(chǎn)物的生成；通過合理的產(chǎn)物處理技術(shù)，做到對(duì)環(huán)境的零污染，實(shí)現(xiàn)綠色制造是每個(gè)電解加工從業(yè)者的努力方向，也是必須承擔(dān)的責(zé)任與義務(wù)。應(yīng)進(jìn)一步針對(duì)電解加工的電解液及產(chǎn)物特性，細(xì)化技術(shù)，有針對(duì)性地進(jìn)行研究，最終實(shí)現(xiàn)電解加工工藝與產(chǎn)物無害化處理一體化技術(shù)的目標(biāo)。

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