综述：先进可持续电解液喷射加工技术及其混合变体的最新进展，适用于难以切割的合金材料

《Journal of Alloys and Compounds》：Recent progress of advanced sustainable electrolyte jet machining technologies and its hybrid variants for difficult-to-cut alloy materials

本文系统综述了电解液喷射加工（EJM）的最新研究进展，涵盖微加工、宏观加工及复合加工技术。重点分析了EJM的核心优势（无热影响、无工具磨损）、复合工艺（如磨削/喷射复合、激光辅助喷射）的创新机制，以及电极设计与优化对加工性能的影响。探讨了当前技术瓶颈（如加工精度控制、多尺度协同）及未来发展方向（智能化集成、绿色制造）。

　　

刘洋|赵乐宏|张朝阳|黄书|陈小蕾|王玉峰|孟凌超|朱浩|徐坤|王敬涛

江苏大学机械工程学院，中国镇江212013

摘要

电解质射流加工是一种先进的非接触式加工技术，能够实现对多种难加工合金材料的高灵活性加工。由于其具有高灵活性、无切削力、无热影响区、无重铸层以及无加工工具磨损等优点，因此是一种极具前景的加工技术。为了进一步提高加工效率或质量，多种电解质射流加工混合技术正在蓬勃发展。为了充分利用这种加工技术的潜力并实现其有效集成，需要广泛的多学科知识。此外，鉴于与电解质射流加工相关的各种技术的快速发展，研究人员迫切需要关注当前存在的障碍并预测未来的发展趋势。本文系统地讨论了电解质射流加工的最新研究进展，分析了其主要混合加工工艺的研究现状。本文重点介绍了电解质射流加工在微加工、宏观加工和混合加工领域的研究与工程进展，并总结了其在这些方面的研究成果。同时，文章还涵盖了相关概念、加工工具、先进技术、面临的困难以及未来发展方向，包括加工工艺创新、工具电极设计与优化等方面，为理解电解质射流加工提供了新的视角，有助于推动未来的工程发展。

引言

像钛合金这样的难加工合金材料被广泛应用于新型飞机中。例如，美国F22战斗机的主要结构部件中钛合金材料的占比已接近40% [1]。然而，由于钛合金材料的散热性能差和加工难度大，传统机械切削技术难以实现高效加工。为了解决这些问题，电化学加工（ECM）技术应运而生 [2]，[3]，并已成为航空航天结构部件加工的重要技术之一 [4]，[5]，[6]，[7]，[8]。由于大多数航空航天结构部件结构复杂 [9]，[10]，因此ECM中使用的阴极工具和夹具装置也非常复杂 [9]，[11]，[12]，这给设计和制造带来了困难。此外，一种阴极工具通常只能用于加工一个部件，导致加工灵活性较差。为了实现对复杂表面的高灵活性加工，电解质射流加工（EJM）逐渐成为研究焦点，该技术通常使用简单的管状电极。在EJM过程中，工具电极根据数控程序在工件表面进行扫描。当电解质流到工件加工表面时，工具与工件之间会形成一个导电回路，被电解质冲击的表面会通过电化学反应被溶解和去除。EJM技术具有许多技术优势，并拥有广阔的应用市场 [13]，其研究需要多学科知识的支撑。

作为一种非接触式加工方法，射流电化学加工及其复合工艺因其独特的“冷加工”机制而占据着不可替代的地位（参见图1与其他相关工艺的对比）。该工艺的核心优势在于“无应力”和“无热效应”，能够在加工高强度、高硬度等难加工导电材料时保持工件的原始性能，且不会导致工具磨损或机械损伤。

本文旨在推动EJM技术的发展，使其尽快成为成熟的制造技术，并促进其在制造业中的应用。文章从宏观加工、微加工和混合加工三个方面总结了EJM技术的发展历程。首先，通过回顾基本原理、方法和创新技术来总结当前的研究成果；其次，对多种EJM混合加工方法进行了分类并分析了各自的特性；最后，根据现有研究提出了未来的研究方向。

EJM技术

EJM是一种将电化学加工原理与数控技术相结合的专用加工技术。在EJM过程中，工具和工件分别连接到加工电源的负极和正极之间，两者之间的加工间隙通常保持在0.1至1毫米之间。电解质以每秒6至60米的速度在工具和工件之间的空间内循环流动。

混合EJM

为了提高EJM的表面质量和加工效率，人们提出了将EJM与其他加工工艺结合的新方法，如磨削辅助EJM、机械辅助EJM、放电辅助EJM、激光辅助EJM和磨料辅助EJM等。目前，这些方法已成为学者们广泛研究的重点，并逐渐应用于工业生产中，每种方法都具有独特的工艺特点。

结论

本文系统总结了先进可持续电解质射流加工及其复合工艺的最新研究进展，填补了宏观尺度电解质射流加工文献综述的空白。本文的创新之处在于构建了一个涵盖加工原理、工艺技术及多种方法相互作用的统一知识框架，具有重要意义。

研究挑战与未来发展

针对EJM技术已经开展了大量研究。为了直观展示其发展历程，图40和图41展示了相关重要文献和代表性成果的概览。

作者贡献声明

王敬涛：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、调研。徐坤：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿。刘洋：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、监督、调研、资金争取。王玉峰：撰写——审稿与编辑、监督。陈小蕾：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、监督、资金争取。朱浩：撰写——审稿与编辑、监督、资金争取。孟凌超：

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：52205468、52275431、52375186）、镇江市科技计划（项目编号：JC2025002）、中国博士后科学基金（项目编号：2025M771349）、广东省专项支持计划（项目编号：2023TQ07H960）以及山西省重点研发计划（项目编号：2023-YBGY-365）的支持。

新颖性声明

电解质射流加工（EJM）是一种先进的非接触式加工技术，能够实现高灵活性的加工……