维普资讯 http://www.cqvip.com 增 刊 Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ２００６年６月 Ｊｕｎ．２００６ ・技术经验・ 薄壁镀铜焊管轧辊成型面光整工艺 梁建斌① （西山煤电集团公司物资供应公司） 摘 要通过对焊管轧辊成型面光整加工的３种工艺进行对比和分析，得出了电化学机械光 整为最佳工艺的结论。 关键词 手工抛磨；电化学抛光；电化学机械光整 薄壁镀铜焊管被大量应用于散热器、冷凝器等 中，与另外设置的阴极（与直流电源负极相连），形成 产品的制造中，焊管内外表面质量主要取决于带材 一电场经机械加工的轧辊成型面上留有切削造成的 表面质量和轧辊成型面表面质量，对轧辊成型面进 尖峰状凸起和凹谷，使微观电场分布呈现非均匀性， 行光整加工，对于提高焊管质量、延长轧辊使用寿命 尖峰处电力线集中而形成较大的电流密度，电化学 意义重大。轧辊由含铬、钼、钒等元素的合金钢（如 反应速度较快，金属溶解速度也较快；在凹谷处，电 Ｃｒｌ２ ＭｏＶ）制造，强度、硬度均较高，常温硬度一般 化学反应速度则相对较慢。另外，电化学反应中，阳 在ＨＲＣ５８一ＨＲＣ６１，其成型面粗糙度要求Ｒａ 极表面还会形成一层由溶解了的阳极金属和电解液 ≤０．０５ ｐ．ｍ，由于轧辊成型面是一段或几段半径不 组成的黏膜，其电导率较低，黏膜容易聚集在凹谷 等的圆弧与直线组合而成的曲线绕轧辊轴线回转而 处，阻碍了凹谷处阳极溶解的进行，使阳极表面几何 形成的空间曲面，形状复杂且类型不一，给成型面光 高点处金属迅速溶解，几何低点处的金属溶解缓慢， 整加工带来许多困难，采用电化学机械光整的方法， 轧辊成型面被整平。 收到了良好的效果。 采用电化学抛光工艺对轧辊成型面进行光整加 １ 手工抛磨 工，生产效率远高于手工抛磨，但需使用以磷酸为 目前，可行的光整方法主要有手工抛磨、电化学 主、含有铬酐的酸性电解液，易损害操作者健康，加 抛光和电化学机械光整等。手工抛磨一般使用砂布、 工设备易出现锈蚀，并且污染环境，国家排放， 砂纸、油石等工具，以不产生裂纹和过深的划痕为条 另外，电化学抛光工艺对工件表面粗糙度的降低是 件，使磨粒在很轻的载荷作用下，对轧辊成型面进行 有限度的，一般只能降低两个粗糙度等级，原始表面 微切削，经车削成型的轧辊成型表面粗糙度约为 粗糙度为Ｒａ２．０ ｍ的轧辊成型面，经电化学抛光 Ｒａ２．０ ｍ左右，需经由粗到精反复抛磨，方能达到 后，一般只能达到Ｒａ０．５ ｍ左右，达不到表面粗糙 粗糙度Ｒａ≤０．０５ ｍ的要求。手工抛磨设备投资 度Ｒａ≤０．０５ ｍ的设计要求。 少、成本低，但工人劳动强度大、生产效率低，轧辊成 ３电化学机械光整加工 型面形状精度易受到破坏，操作者缺乏经验时，容易 电化学机械光整工艺是电化学加工和机械加工 在成型面上留下桔皮状缺陷和凹痕。 的复合工艺，焊管轧辊成型面电化学机械光整加工 ２电化学抛光 装置如图１所示。加工中，轧辊绕轴线匀速回转，通 电化学抛光是利用电化学阳极溶解原理，对金 过集流装置使轧辊与直流电源正极相连，轧辊下方 属表面进行光整加工的一种工艺方法。加工过程中， 设有接通直流电源负极的阴极（阴极结构见图２）。 与直流电源正极相连的轧辊作为阳极置于电解液 阴极以黄铜制造，上面开有电解液喷孔，阴极与轧辊 ① 作者简介：梁建斌男 １９７３年出生 １９９４年荜业于湖南株洲铁路电机学校助理工程师太原０３００５３ 维普资讯 http://www.cqvip.com 山西焦煤科技 ２００６年增刊 之间留有一定间隙，电解液可以从中通过，耐蚀泵将 钝性电解液压入加工区加工装置，另外设有表面涂 来一些机械加工的缺陷，如表面划伤、烧伤、研磨轮 磨损过快等，达不到光整的目的，也不会得到高的加 工速度，所以，适当控制电化学作用和机械研磨作用 的速度，使电化学溶解一成膜作用和机械刮膜活化 作用达到良好的匹配，可以在获得高质量表面的同 时，获得较高的生产效率。 有研磨剂的研磨轮，其回转方向与轧辊回转方向相 同。加工过程中，轧辊表面因电化学作用而发生阳极 溶解，同时形成钝化膜，钝化膜阻止了阳极溶解的进 一步进行，通过研磨轮对轧辊表面进行机械研磨，轧 辊表面高点处的钝化膜被刮除，高点处露出的新的 金属表面继续受到电化学溶解，通过多次重复溶解 一轧辊 钝化一活化这一加工过程，使轧辊表面微观高点 处的材料被不断去除，在表面微观低点处，由于钝化 膜的保护而溶解缓慢，使轧辊成型面得到光整加工。 轧辊 图２阴极结构不意图 电化学机械光整加工与电化学抛光的区别主要 ／ 研磨轮 ｒ有两点：一是采用了以中性盐ＮａＮＯ。为主的钝性 电解液，无毒无味，对操作者无害，对加工装置腐蚀 性小，不污染环境，符合国家排放标准。二是设有机 图１轧辊成型面电化学机械光整加工不意图 械研磨装置，随时刮除电化学加工中形成的钝化膜， 使轧辊成型面加工质量大幅度提高，经过一次加工 在电化学机械光整加工中，主要靠电化学作用 去除金属，机械研磨作用是为了更好地加速这一过 程，二者作用均衡，对于加工质量和加工效率是至关 重要的，机械研磨作用过慢，钝化膜残留过多，会影 响电化学作用的发挥，而机械研磨作用过强，也会带 便可使成型面表面粗糙度由Ｒａ２．０ ｍ降低至Ｒａ ≤０．０５ ｍ，比电化学抛光和手工抛磨质量都好，达 到了设计要求。 收稿日期２００６—０４—１４ 参 考 文 献 ［１］杜维臣，高频电焊管生产．冶金工业出版社，１９８５． ［２］吴凤悟，国外高频焊管生产．冶金工业出版社，１９８７ ［３］周斌，机电一体化实用技术手册．兵器工业出版社 Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆ Ｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎ Ｆｉｌｍｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｐｐｅｒｉｚｉｎｇ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｐｉｐｅ Ｒｏｌｌｅｒ Ｌｉａｎｇ Ｊｉａｎｂｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｎｔｒａｓｔｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ３ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｐｉｐｅ ｒｏｌｌｅｒ，ａｒｒｉｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａ１ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｈａｎｄｃｒａｆｔ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ￣Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｃｉａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ
