ЭЛЕК­ТРО­ХИ­МИ­ЧЕ­СКИЕ ПРО­ЦЕС­СЫ

Из элек­тро­хи­ми­че­ских про­цес­сов в са­мо­ле­то­строе­нии на­хо­дят при­ме­не­ние анод­но-ме­ха­ни­че­ский и анод­но-гид­рав­ли­че­ский.

Анод­но-ме­ха­ни­че­ская об­ра­бот­ка — ме­тод на­прав­лен­но­го раз­­р­уш­ения ме­тал­ла за­клю­ча­ет­ся в со­вме­ст­ном элек­тро­хи­ми­че­ском и тер­ми­че­ском дей­ст­вии то­ка на­пря­же­ни­ем 10... 30 В, про­те­каю­ще­го ме­ж­ду элек­тро­да­ми 1 и 3 (рис.2), ко­то­рые на­хо­дят­ся в сре­де 2 вод­но­го рас­тво­ра жид­ко­го стек­ла, в со­че­та­нии с ме­ха­ни­­ч­еским воз­дей­ст­ви­ем элек­тро­да-ин­ст­ру­мен­та на об­ра­ба­ты­вае­мую по­верх­ность. При про­те­ка­нии то­ка че­рез элек­тро­лит на по­верх­но­сти за­го­тов­ки об­ра­зу­ет­ся окис­ная плен­ка, об­ла­даю­щая боль­шим элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем. Не­пре­рыв­но пе­ре­ме­щаю­щий­ся ин­ст­ру­мент (диск, бес­ко­неч­ная лен­та) раз­ру­ша­ет и уда­ля­ет плен­ку с не­ров­но­стей об­ра­ба­ты­вае­мой по­верх­но­сти. Про­цесс сня­тия плен­ки со­че­та­ет­ся с не­пре­рыв­ным ее рос­том. В мес­тах, где плен­ка тонь­ше или со­всем раз­ру­ше­на, под дей­ст­ви­ем то­ка рез­ко воз­рас­та­ет тем­пе­ра­ту­ра, ме­талл рас­плав­ля­ет­ся и вы­бра­сы­ва­ет­ся бы­ст­ро пе­ре­ме­щаю­щим­ся ин­ст­ру­мен­том.

При удель­ном дав­ле­нии 50... 100 кПа (0,5... 1,0 кгс/см²) ин­ст­ру­мен­та на по­лу­фаб­ри­кат и плот­но­сти то­ка 1... 6 А/см² (10... 60 кА/м²) ме­талл сни­ма­ет­ся в ос­нов­ном пу­тем ме­ха­ни­че­ско­го уда­ле­ния про­дук­тов элек­тро­хи­ми­че­ско­го окис­ле­ния. В этом слу­чае ин­тен­сив­ность съе­ма ме­тал­ла не­боль­шая, но по­верх­ность по­лу­ча­ет­ся вы­со­ко­го (6... 8) клас­са ше­ро­хо­ва­то­сти. С уве­ли­че­ни­ем плот­но­сти то­ка и дав­ле­ния ин­ст­ру­мен­та на за­го­тов­ку рас­тет про­из­во­ди­тель­ность, но сни­жа­ет­ся класс ше­ро­хо­ва­то­сти об­ра­ба­ты­вае­мой по­верх­но­сти, так как ме­талл в зо­не об­ра­бот­ки раз­ру­ша­ет­ся пре­иму­ще­ст­вен­но вслед­ст­вие рас­плав­ле­ния.

Рис.2.

Схе­ма анод­но-ме­ха­ни­че­ской об­ра­бот­ки: а – вра­щаю­щим­ся ин­ст­ру­мен­том; б – виб­ри­рую­щим ин­ст­ру­мен­том.

Анод­но-ме­ха­ни­че­скую об­ра­бот­ку пло­ских по­верх­но­стей и по­верх­но­стей вра­ще­ния вы­пол­ня­ют вра­щаю­щим­ся элек­тро­дом-ин­ст­ру­мен­том (рис. 2 а), час­то по­ме­щая за­го­­то­вку с ин­ст­ру­мен­том в ван­ну с элек­тро­ли­том вме­сто по­да­чи элек­тро­ли­та че­рез со­пло. При об­ра­бот­ке фа­сон­ных по­верх­но­стей ин­ст­ру­мен­ту со­об­ща­ют виб­ри­рую­щие дви­же­ния в вер­ти­каль­ном на­прав­ле­нии (см. рис. 2 б). Элек­тро­лит по­да­ет­ся че­рез со­пло или по­лый ин­ст­ру­мент.

Анод­но-ме­ха­ни­че­скую рез­ку по­лу­фаб­ри­ка­тов про­из­во­дят при сле­дую­щих ре­жи­мах: на­пря­же­ние 20 … 30 В, си­ла то­ка 20.... 600 А, плот­ность то­ка 7... 500 А/см² (0,07... 5 мА/м²), ско­рость пе­ре­ме­ще­ния ин­ст­ру­мен­та 10... 25 м/с при его удель­ном дав­ле­ние на за­го­тов­ку 50... 200 кПа (0,5... 2,0 кгс/см²). Ин­тен­сив­ность съе­ма ме­тал­ла на ука­зан­ных ре­жи­мах 2... 10 см/мин, а ше­ро­хо­ва­тость по­верх­но­сти 2... 4-го клас­са. В ка­че­ст­ве ин­ст­ру­мен­та на от­рез­ном стан­ке 4820 при­ме­нен диск из ма­ло­уг­ле­ро­ди­стой ста­ли диа­мет­ром 280... 350 мм и тол­щи­ной 0,8... 2 мм, а на лен­точ­ных раз­рез­ных стан­ках 4822 и 4823—бес­ко­неч­ная сталь­ная лен­та тол­щи­ной 0,8...1,2 мм и ши­ри­ной 30... 40 мм. Стан­ки 4820, 4822 и 4823 по­зво­ля­ют раз­ре­зать на за­го­тов­ки по­лу­фаб­ри­ка­ты с наи­боль­ши­ми раз­ме­ра­ми се­че­ния со­от­вет­ст­вен­но 75х75, 300х600 и 600х600 мм.

Анод­но-ме­ха­ни­че­скую рез­ку эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­но при­ме­нять для вы­со­ко­проч­ных то­ко­про­во­дя­щих ма­те­риа­лов. На­при­мер, при анод­но-ме­ха­ни­че­ской рез­ке жа­ро­проч­ных и кор­ро­зи­он­но-стой­ких ста­лей про­из­во­ди­тель­ность в 2... 3 раза вы­ше, чем при раз­де­ле­нии их на за­го­тов­ки ре­за­ни­ем. Для ма­те­риа­лов не­боль­шой проч­но­сти она це­ле­со­об­раз­на, ко­гда за­труд­ни­тель­на об­ра­бот­ка ре­за­ни­ем: вы­рез­ка за­го­то­вок и де­та­лей из тон­ко­стен­ных по­лу­фаб­ри­ка­тов, не до­пус­каю­щих при­ло­же­ния зна­чи­тель­ных уси­лий.

К не­дос­тат­кам анод­но-ме­ха­ни­че­ской об­ра­бот­ки сле­ду­ет от­не­сти воз­дей­ст­вие элек­тро­ли­та на по­верх­но­сти за­го­то­вок и де­та­лей и вред­ность вы­де­ляе­мых ис­па­ре­ний. Это вы­зы­ва­ет не­об­хо­ди­мость по­сле­дую­щей ней­тра­ли­за­ции де­та­лей в со­до­вом рас­тво­ре и снаб­же­ния анод­но-ме­ха­ни­че­ских стан­ков ин­ди­ви­ду­аль­ным от­со­сом.

Анод­но-гид­рав­ли­че­ская об­ра­бот­ка — ме­тод раз­мер­ной об­ра­бот­ки (рис.3.), ос­но­ван на анод­ном рас­тво­ре­нии ме­тал­лов в ре­зуль­та­те элек­тро­ли­за при ма­лом на­пря­же­нии (12 В) и боль­шой си­ле, то­ка. Про­дук­ты рас­тво­ре­ния уда­ля­ют­ся из зо­ны об­ра­бот­ки элек­тро­ли­том, ко­то­рый под дав­ле­ни­ем про­ка­чи­ва­ет­ся че­рез ме­жэ­лек­трод­ный за­зор. Элек­тро­ли­том так­же от­во­дит­ся те­п­ло, вы­де­ляю­щее­ся при элек­тро­ли­зе. Ме­жэ­лек­трод­ный за­зор (0,1... 0,5 мм) в на­прав­ле­нии пе­ре­ме­ще­ния ин­ст­ру­мен­та в про­цес­се об­ра­бот­ки под­дер­жи­ва­ет­ся по­сто­ян­ным с по­мо­щью сле­дя­щей сис­те­мы.

Рис.3.

Схе­ма анод­но-гид­рав­ли­че­ской об­ра­бот­ки: 1 – об­ра­ба­ты­вае­мая за­го­тов­ка; 2 – ин­ст­ру­мент.

Анод­но-гид­рав­ли­че­ский ме­тод по­зво­ля­ет по­лу­чать фа­сон­ные по­верх­но­сти из вы­со­ко­проч­ных ме­тал­лов, обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кое ка­че­ст­во об­ра­ба­ты­вае­мой по­верх­но­сти и ско­рость уда­ле­ния ме­тал­ла, яв­ляю­щую­ся функ­ци­ей плот­но­сти то­ка, до 0,5 мм/мин. Вве­де­ние сжа­то­го га­за (на­при­мер, уг­ле­ки­сло­го) в элек­тро­лит по­вы­ша­ет класс ше­ро­хо­ва­то­сти по­верх­но­сти (до 7... 8-го клас­са), точ­ность и ста­биль­ность об­ра­бот­ки (пре­дот­вра­ща­ет ис­кро­об­ра­зо­ва­ние).

В ка­че­ст­ве элек­тро­ли­та для об­ра­бот­ки ста­ли, ни­ке­ля и жа­ро­­про­чных спла­вов на его ос­но­ве ис­поль­зу­ют 20 %-ный рас­твор NaCl.

Элек­тро­хи­ми­че­ское по­ли­ро­ва­ние со­сто­ит так­же в анод­ном рас­тво­ре­нии ме­тал­ла за­го­тов­ки, по­ме­щен­ной в элек­тро­лит­ную ван­ну. Об­ра­зую­щая­ся при этом на по­верх­но­сти за­го­тов­ки вяз­кая плен­ка со­лей за­щи­ща­ет от дей­ст­вия то­ка мик­ро­впа­ди­ны, не пре­пят­ст­вуя рас­тво­ре­нию гре­беш­ков, в ре­зуль­та­те че­го по­верх­ность сгла­жи­ва­ет­ся.

Ше­ро­хо­ва­тость по­верх­но­сти по­сле элек­тро­хи­ми­че­ско­го по­ли­ро­ва­ния за­ви­сит от ше­ро­хо­ва­то­сти ее до по­ли­ро­ва­ния. Для по­лу­че­ния ше­ро­хо­ва­то­сти по­верх­но­сти 7... 8-го клас­сов не­об­хо­ди­мо, что­бы до по­ли­ро­ва­ния она име­ла ше­ро­хо­ва­тость не ни­же 4-го клас­са.

Элек­тро­хи­ми­че­ское по­ли­ро­ва­ние — вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ный и тех­но­ло­ги­че­ски про­стой про­цесс — за­ме­ня­ет тру­до­ем­кое и тя­же­лое руч­ное по­ли­ро­ва­ние, но не­дос­та­точ­но ос­во­ен. На про­те­ка­ние про­цес­са и его ре­зуль­та­ты ока­зы­ва­ют боль­шое влия­ние хи­ми­че­ский со­став спла­ва, его струк­ту­ра и дру­гие фак­то­ры.

Дата добавления: 2014-01-20