Основные зависимости процесса эхо.

_{Согласно первому закону Фарадея, масса растворенного металла определяется зависимостью}

где Q – количество электричества, пропущенное через электролит,

ε – коэффициент пропорциональности, который носит название электрохимического эквивалента.

При постоянном токе

Здесь I – сила тока, τ – время его прохождения.

Тогда

_{Электрохимический эквивалент}

_,

Здесь А – атомная масса, n – валентность, F – число Фарадея, F=96500кг/(А·с)

Таблица 1. Значение ε для некоторых материалов

Материал	ε, мг/(А·с)
Сталь 45 12Х18Н9Т Жаропрочные сплавы Титановые сплавы Алюминиевые сплавы	0,223 0,165 0,26…0,29 0,158…0,162 0,092…0,093

На практике каждый компонент сплава имеет собственный электрохимический эквивалент, т.е. свою скорость электрохимического растворения, что влияет на образование впадин и выступов, формируя шероховатость и макропрофиль поверхности.

Для практической реализации ЭХО необходимо знать скорость линейного растворения, по которой определяется скорость подачи инструмента.

Запишем массу материала через площадь обрабатываемой поверхности и перемещение электрода-инструмента:

,

где ρ – плотность материала.

Силу тока выразим

,

где J – плотность тока, S – площадь обрабатываемого участка.

Тогда уравнение примет вид:

Скорость - это отношение перемещения ко времени

.

По закону Ома, плотность тока

,

где χ – удельная проводимость, U – напряжение на электродах, δ – межэлектродный зазор.

Тогда

.

Если зазор не изменяется в процессе анодного растворения, то режим ЭХО считается стационарным.

Практические замеры удаленного металла дали значения ниже, чем были вычислены по формуле. Это объясняется потерями на побочные реакции образования паров и газов на электродах и пр.

Такие потери учитывают с помощью коэффициента, названного коэффициентом выхода по току

,

Тогда закон анодного растворения может быть записан в виде:

.

Выход по току зависит от плотности тока, материала заготовки, скорости прокачки рабочей среды, температуры и степени загрязненности электролита.

Для растворов хлорида натрия NaCl η = 0,8…0,93

Для растворов нитрата натрия NaNO₃ η = 0,6…0,7

Для алюминиевых сплавов в растворах NaNO₃ η = 1,1…1,35 Такие значения объясняются тем, что алюминиевые сплавы дополнительно растворяются в щелочных продуктах реакции.

Пассивация поверхности

Зависимость силы тока от напряжения при постоянной площади обрабатываемой поверхности представлена на рис.21.

Рис. 21. Пассивация поверхности.

АБ – активная область: сила тока изменяется незначительно, производительность мала, растворяются низковалентные элементы сплава.

Участок БВ – возрастает напряжение, что ведет к снижению силы тока. На поверхности детали появляется оксидная пленка, то есть происходит пассивация поверхности. С увеличением напряжения растет толщина оксидной пленки.

ВГ – сила тока не изменяется, толщина оксидной пленки растет.

ГД – перепассивированная область, оксидная пленка разрушается под действием высоких напряжений. Этот участок, как правило, и используют для ЭХО.

При дальнейшем увеличении напряжения возможны пробои межэлектродного зазора.

Все материалы по склонности к образованию оксидной пленки делят на слабопассивирующие и сильнопассивирующие. К слабопассивирующим относят нержавеющие стали, к сильнопассивирующим – титановые, вольфрамо-кобальтовые сплавы.

При обработке сильнопассивирующих материалов в электролит вводят ионы брама и йода, которые вытесняют кислород из оксидной пленки, разрушая ее. Но также при этом происходит увеличение съема материала с окружающей зоны, что снижает точность обработки.

Также для удаления оксидной пленки используют подогрев электролита до температуры 40-50⁰С, механическое удаление оксидной пленки абразивом, ультразвуковые колебания, которые сообщают заготовке, инструменту или рабочей жидкости.