電解研磨(ECM)とは何ですか?
電解研磨 (ECM)
電解研磨の基本原理
電解研削は、金属の電気化学的陽極溶解と機械的研削を組み合わせた研削プロセスです。電解研磨原理の模式図を図 6-26 に示します。
研削中、ワークピースは直流電源のプラス極に接続され、電解砥石車（導電性砥石とも呼ばれます）は直流電源のマイナス極に接続されます。電解砥石から突き出た砥粒は両極間に一定の電解ギャップを保ち、このギャップに一定量の電解液が注入されます。直流電源を接続すると、ワーク（陽極）の金属表面が電気化学的に溶解し、表面の金属原子が電子を失ってイオンとなり、電解液に溶解します。同時に、電解液中の酸素が金属イオンと結合して、ワーク表面に非常に薄い酸化膜を形成します。この酸化皮膜は比較的抵抗が高く、陽極溶解プロセスが遅くなります。このとき、-の高速回転砥石がこの酸化皮膜を継続的に削り取り、電解液によって運び去られます。陽極溶解と機械研削を交互に組み合わせた結果、ワーク表面が連続的にエッチング除去され、滑らかな表面が形成され、必要な寸法精度が達成されます。
電解研削の過程では、主に電気化学的な陽極溶解作用によって金属が腐食され、電解砥石は電解生成物の陽極不動態皮膜を削り取り、表面を平らにするだけの役割を果たします。
電解研磨の特徴
① 広い加工範囲、高い生産効率電解研削は主に電解作用であるため、適切な電解液を選択するだけで、高硬度、高靱性の金属材料を加工することができます。例えば、超硬合金を研削する場合、通常のダイヤモンド砥石による研削に比べ、電解研削の加工効率は3～5倍高くなります。
② 高い加工精度、良好な表面品質砥石の役割は金属を研削するのではなく、酸化皮膜を削り取ることなので、研削力や研削熱が非常に小さく、研削バリ、割れ、焼けなどの現象が起こりません。一般的な表面粗さは 0.16 um 未満であり、加工精度は機械研削と同等です。
③ 砥石摩耗が小さい例えば、超硬合金を研削する場合、通常の機械研削における炭化ケイ素砥石の摩耗量は、除去される超硬重量の400%～600%程度です。電解研削では砥石の摩耗量は超硬合金の50％～100％しか除去されません。砥石の摩耗が少ないため、加工精度の向上につながります。
電解研削に使用される電解液は弱腐食性の不動態化電解液（NaNO3、NaNO2など）ですが、工作機械や治具には耐塩対策が必要であり、電解研削加工の際に金型（ブランキング金型）の刃先を極端に鋭利に研削してはなりません。
金型加工における電解研削の応用
① 機械加工が難しい--材料の加工電解研削はワークピースの硬さに依存しないため、高硬度の難削材の加工に使用すると非常に効果的です。{0}}-例えば、超硬金型の平面を縦型電解平面研削盤で加工すると、生産効率が高く、加工品質も良好です。
② 加工工程を削減し、研削品質を確保従来、各種分割金型（継ぎ合わせ金型）を製造する際には、分割形状に合わせて荒加工し、熱処理後に平面研削、形仕上げ研削を行う必要があり、工数が多かった。また、熱変形を防ぐために比較的大きな仕上げ研削代を残すことが多かった。金型を研削する場合、ダイヤモンド砥石を大量に消費し、金型コストが増加していました。電解研削を採用すると、超硬セグメントを荒加工せずにそのまま使用できるため、加工工程が少なくなり、研削時の研削熱、割れ、焼け、変形が発生せず、研削品質が確保できます。
③ 処理効率の向上機械的成形研削では、通常、平面研削盤、成形研削盤、または光学プロファイル研削盤でのプランジ研削に一体型研削砥石（または成形研削砥石）を使用します。-通常の砥石を使用すると、砥石の摩耗が大きいため頻繁にドレッシングを行う必要があり、砥石のドレッシングや成形に時間がかかり、作業時間が長くなってしまいます。電解研削を使用すると、砥石の摩耗が少なく、砥石のドレス時間が短くなり、加工効率が向上します。
