Название: Технологии отрасли(Э.З. Мартынов )

Жанр: Технические

Просмотров: 1424


4.2. электрохимическая обработка

 

В основе ЭХО лежат процессы, возникающие при прохождении постоянного электрического тока между электродами-проводниками, находящимися в электролите (проводящей ток жидкости).

Молекулы соли сильной кислоты в водном растворе диссоциируют на катионы и анионы (рис. 4.3). Атомы металла анода, отдавая электроды анионам, будут переходить в раствор:

 

Металл анода будет растворяться. Интенсивность процесса растворения определяется законом Фарадея:

где R – электрохимический эквивалент вещества, I – сила тока, А, и t – время его прохождения. С другой стороны:

Здесь U – напряжение, В; R – сопротивление, Ом; l – расстояние между электродами, см, S – рабочая площадь электрода, см²; c -удельное сопротивление.

Так как интенсивность растворения на разных участках электрода-детали различная, копируется форма электрода-инструмента.

В качестве электролитов наиболее часто используют водные растворы солей сильных кислот, например, NaCl и NaNO3, однако для каждого материала желательно подбирать свой электролит!

Особенности процесса ЭХО: 1) удаление металла происходит по атомам; нет механического воздействия; температура детали не превышает 80 °С; 2) электрод-инструмент не изнашивается, но точность обработки невелика, так как происходит искажение силовых линий при сложнопрофильной обработке.

Технология ЭХО. ЭХО эффективно применяется при изготовлении деталей сложной (фасонной) формы из труднообрабатываемых (жаропрочных) материалов. Различают два вида обработки: электрохимикогидравлическую и электрохимикомеханическую.

Обработка турбинных лопаток (рис. 4.4) из титановых и жаропрочных сплавов производительнее механической обработки в 4…10 раз за счёт обработки по всей поверхности сразу. Деталь 2 обрабатывается электродами 1; электролит прокачивается через патрубок 3. Ранее предварительно отштампованная заготовка шлифовалась 1…2 часа. Теперь же для ЭХО требуется 15…20 минут. Электроды делаются из меди (хорошо проводят ток, легко обрабатываются).

Также эффективно обрабатываются сложные внутренние полости штампов, пресс-форм (для пластмасс), где требуется ещё низкая шероховатость (гладкая поверхность).

Прошивание отверстий производится трубчатым электродом, рабочей частью которого является узкий поясок высотой 0,5…1,5мм. Нерабочая часть покрывается изоляционным материалом: эпоксидной смолой.

Электрохимическое прошивание отверстий эффективно в материалах высокой твёрдости, вязкости, малого диаметра и большой глубины, особенно, если отверстия имеют некруглую форму или близко расположены.

Снятие заусенцев является также весьма эффективным применением ЭХО, устраняющим ручной труд. При высоте заусенца 0,7 мм требуется 1,5…2 мин. Особенно эффективно снятие заусенцев в глубине трубопроводов пневматических и гидравлических систем.

Электроалмазное шлифование осуществляется алмазным кругом в струе электролита. Здесь сочетаются эффекты анодного растворения металла, обеспечивающего высокую производительность, и алмазного шлифования, обеспечивающего высокую точность. Установлено, что на 90…95 \% удаление металла происходит за счёт электрохимического растворения и только 5…10 \% приходится на долю алмазных зёрен. В результате износ дорогих алмазных кругов снижается в 10 раз по сравнению с обычным шлифованием.

Электрохимическое полирование позволяет получить чистые зеркальные поверхности на материалах любой твёрдости. Процесс основан на том, что на выступах микронеровностей плотность тока значительно выше, чем во впадинах, благодаря чему они растворяются более интенсивно. Кроме того, во впадинах осаждаются продукты реакции, чем защищают их (пассивируют) от растворения.