在線電解修銳法簡(jiǎn)稱ELID法(Electrolytic In-Process Dressing)。ELID法是近年來金屬結(jié)合劑類超硬磨料修整技術(shù)的一項(xiàng)新成就，由日本理化研究所大森(H．Ohmori)教授研制成功的。利用ELID法在線修銳金剛石砂輪磨削硅片陶瓷或其他超硬材料，目前已可達(dá)到鏡面加工水平。
　　(1)在線電解修銳原理
　　在線電解修銳超硬磨料砂輪的原理如圖1所示。由圖1可知，在電解修銳開始時(shí)，由于電解液作用，鑄鐵結(jié)合劑砂輪的結(jié)合劑部位將被電解，產(chǎn)生鐵離子。鐵離子在磨削液中將由于化學(xué)作用形成氫氧化鐵及氧化鐵等生成物。鐵的氫氧化物易脫水形成鐵的氧化物，這種新生成的物質(zhì)被堆積在砂輪表面，逐漸形成了一層具有絕緣性質(zhì)的氧化物薄膜。薄膜的存在使得作用在結(jié)合劑上的電解電流逐漸降低，這即為初期修整。隨著磨削過程的進(jìn)行，砂輪磨粒頂面逐漸磨損，此時(shí)磨屑及工件表面的摩擦和擠壓將使原磨粒的氧化膜逐漸剝落，砂輪導(dǎo)電性又開始恢復(fù)，繼續(xù)開始砂輪表面的電解過程，周而復(fù)始，利用在線電解作用連續(xù)修整砂輪來獲得恒定的磨粒凸出高度，并借助砂輪表面氧化物生成的絕緣層的動(dòng)態(tài)平衡，來實(shí)現(xiàn)可自適應(yīng)控制的最佳的磨削過程。
　　(2)在線電解修銳法磨嗣的特點(diǎn)
　?、?strong>磨床磨削過程具有良好的穩(wěn)定性。借助ELID磨削修銳的作用，砂輪表面可以在磨削過程中始終保持最佳的顯微起伏形貌。在線電解修銳不僅可以在砂輪表面形成容納冷卻液和切屑的空闖，而且可以及時(shí)地去除黏附在砂輪表層的切屑。因此，ELID法使砂輪具有良好、穩(wěn)定的磨削性能。測(cè)力的數(shù)據(jù)表明ELID磨削中，磨削力基本恒定，僅為普通磨削的1/2~1/10，工件的表面質(zhì)量也十分穩(wěn)定。
　
　　①修銳后砂輪狀態(tài) 　　 ②電解修銳開始時(shí)(約IOA)　　?、垭娊庑掬J后(1A左右)
　　圖1在線電解修整原理
　?、贓LID法使金剛石砂輪不會(huì)過快磨耗，提高了貴重磨料的利用率。在電解修銳中，絕緣層生成的厚度和非線性電解的修銳作用處于一種動(dòng)態(tài)平衡，既保持了金剛石砂輪表面的最佳切削狀態(tài)，又限制了金屬結(jié)合劑的過度電解。同時(shí)，電解修銳對(duì)金剛石等超硬磨料不起作用(不導(dǎo)電)，因而避免了砂輪的過快磨耗。
　　③ELID法使磨削過程具有良好的可控性。在電解修銳和磨削中，砂輪的修銳和磨削可以通過合理選擇電源電參數(shù)和電解液的種類來控制，從而可實(shí)現(xiàn)磨削修整過程的最優(yōu)化。
　?、懿捎肊LID法磨削，可容易實(shí)現(xiàn)鏡面磨削并可大幅度減少超硬材料被磨零件的殘留裂紋。ELID法磨削采用在線電解修銳，解決了超細(xì)粒度金剛石砂輪的修銳問題，消除了難以保證磨粒凸出高度及砂輪容易堵塞等超細(xì)粒度砂輪使用中的障礙，使砂輪始終處于良好的切削狀態(tài)，從而有效實(shí)現(xiàn)了超精密鏡面磨削且由于該方法磨削力小，磨削熱少，故大大減小了硬材料加工表面的微觀裂紋。
　　(3)ELID磨削的磨床必備裝置
　　實(shí)現(xiàn)ELID磨削的必備裝置主要有砂輪、電源裝置(包括正、負(fù)電極)、電解液(磨削液)等。
　　ELID磨削對(duì)砂輪提出了特殊要求：首先砂輪結(jié)合劑應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和電解性能。此外，砂輪結(jié)合劑元素的氧化物或氫氧化物不導(dǎo)電。目前采用ELID法常用的砂輪有鑄鐵纖維結(jié)合劑(CIFB)、鑄鐵結(jié)合劑(CIB)或鐵粉結(jié)合劑(IB)的金剛石砂輪。
　　ELID磨削和修整砂輪的電源，可以采用直流電源、交流電源或各種波形的脈沖電源及有直流基量的脈沖電源。根據(jù)研究資料，具有直流基量的脈動(dòng)電源修整砂輪效果最佳。
　　ELID修整砂輪和磨削時(shí)使用的磨削液，不僅能用來降低磨削區(qū)的溫度，減少砂輪磨損，沖刷磨屑，同時(shí)也作為電解修整的電解液，因而它對(duì)磨削效果和砂輪磨損的影響有雙重性。
　　我國哈爾濱工業(yè)大學(xué)關(guān)于ELID磨削電解液的研究，已取得顯著成效，迄今已研制出適于鏡面磨削的HD-MY-10型的ELID磨削液。據(jù)研究報(bào)告，該磨削液具有較高的導(dǎo)電性及流動(dòng)性；陽離子不能在電極表面電解附著。該電解磨削液能在砂輪表面形成適當(dāng)?shù)姆侨苄遭g化生成物且腐蝕性小，無毒性作用，具有液體組成穩(wěn)定、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。采用該電解液在平面磨床上對(duì)工程陶瓷、GCrl5淬火鋼等材料的ELID磨削試驗(yàn)表明：該磨削液適用于超細(xì)粒度砂輪的超精密鏡面磨削。例如，采用粒度為1500#、結(jié)合劑為鑄鐵纖維結(jié)合劑(CIFB)的金剛石砂輪磨削GCrl5鋼，磨削表面粗糙度Ra值達(dá)0.01um；用粒度為6000#、結(jié)合劑為鑄鐵結(jié)合劑(CIB)的立方氮化硼砂輪(CBN砂輪)，磨削 GCrl5材料，表面粗糙度值Ra值達(dá)0.1um。圖2所示為磨削GCrl5材料時(shí)，用該磨削液的ELID過程中工作電源的變化特性。顯然，隨著電解過程的進(jìn)行，砂輪表面氧化物薄膜逐漸增厚。由于這層氧化膜具有較大電阻，因此使電解電流降低，與CBN砂輪(曲線2)相比，金剛石砂輪(曲線1)上氧化膜形成較快，因此電解電流下降較為迅速。CBN砂輪的磨粒較細(xì)，電解過程中不需要形成較厚的氧化膜。HD-MY一10型的ELID磨削液電解性能很好地滿足了這一要求。
　　
　　圖2 ELID過程中工作電源的變化特性
　　從顯微鏡的觀察，也可清楚地看到所形成的均勻致密的氧化膜使磨粒充分露出了結(jié)合劑的表面。
　　ELID磨削用的砂輪、電源、電解液，日本目前已推出了定型產(chǎn)品，進(jìn)一步研究是致力于ELID磨削專用機(jī)的開發(fā)。
　　(4)ELID的磨削方式
　　用于ELID的磨削方式主要有平面磨削方式、外圓磨削方式、曲面磨削方式及成形磨削方式，如圖6—14所示。
　　
　　(a)平面磨削方式　　　　?。╞）外圓磨削方式　　　　　　　(c)曲巒磨削方式　　　　　　(d)成形磨削方式
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖3 ELID的四種磨削方式
　　對(duì)ELID的平面磨床磨削方式[圖3(a)]有平磨和立磨兩種形式，其工作原理如圖3所示。圖3(b)所示為外圓磨削方式。相對(duì)外圓等磨削來說，內(nèi)圓ELID磨削較為困難，主要原因是由于磨削空間的限制，砂輪電解修整存在一定問題，目前僅可以采用ELID的斷續(xù)修整方式。圖3(c)所示為ELID曲面磨削方式，包括球體和非球體兩種情況。需要注意的是，曲面磨削的實(shí)現(xiàn)必須借助數(shù)控機(jī)床才能進(jìn)行。關(guān)于成形表面的ELID磨削，需要用不同的成形砂輪[圖3(d)3，這是成形表面直接實(shí)現(xiàn)鏡面加工的較好方法。
　　ELID磨削與砂輪的在線慘銳，成功地實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性磨削和低磨削力磨削，解決了先進(jìn)陶瓷的鏡面超精加工和高效加工問題。但是，精細(xì)陶瓷的ELID磨削機(jī)理研究和實(shí)用關(guān)鍵技術(shù)研究在國內(nèi)尚屬空白。因此，開展ELID磨削精細(xì)陶瓷等超硬材料的研究具有十分重要的意義。目前我國研究ELID磨削精細(xì)陶瓷，主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：不同磨削方式、ELID磨削裝置的開發(fā)；陶瓷ELID磨削機(jī)理的研究和鏡面成形機(jī)理的研究；ELID磨削陶瓷的磨削力的研究；陶瓷ELID磨削加工表面質(zhì)量的研究以及磨削效率和磨削參數(shù)優(yōu)化的研究。