Качество поверхности слоя при Электрохимической обработке.

Шероховатость поверхности слоя формируется под действием ряда факторов:

-скорость

-неравномерность анодного потенциала

-неравномерность выхода потока

В процессе обработки изменяется шаг неровностей, высота, радиус впадин, т.е все параметры влияющие на величину теоретического коэффициента концентрации напряжения. Растравливание границ зерна зависит от структуры материала, крупнозернистые сплавы более склонны к растравливанию границ. Устранение растравливания добиваются выбором состава электролита. Наилучшее качество поверхности достигается при обработке конструкционных сталей, хромотитановых сплавов, повышается качество поверхности, объясняется тем, что титан склонен к окислению. Достигается шероховатость для титана . Хромоникелевые сплавы обрабатываются электрохимическим методом трудно, так как имеют высокую электрохимическую неоднородность.

Шероховатость поверхности может быть достигнута . Важным фактором, определяющим качество конечного слоя является навед. Особенно этот фактор важен для титановых сплавов. Насыщение поверхности водородом приводит к появлению водородной хрупкости. Это очень опасное и коварное явление, так как разрушение деталей происходит в эксплуатации через некоторый промежуток времени, при нагрузках значительно меньших чем расчётные. В исходном состоянии титан содержит 0.003%...0.015% весовых процента водорода. Предельная величина, по содержанию водорода в титане 0.015%.

Наводород металла обусловлено следующими факторами:

1. атом водорода имеет малый раствор и легко может перемещаться в кристаллических решётках

2. при рекомбинации двух атомов водорода в молекулу, объём увеличивается в 900 раз

3. Водород в титане может находится в атомно-молекулярном и связанном состоянии. В титана содержится до 700 водорода.

Минимизация водородной хрупкости.

Если титан имеет избыточное содержание водорода, то проявляется водородная хрупкость. Водород обладает свойством направленной диффузии. Он двигается из горячей в холодную зону. Водород смещается в зону с максимальным растягивающими напряжениями. При эксплуатации детали избыточный водород двигается в зону с максимальными растягивающими напряжениями. Атомы водорода превращаются в молекулы. Объём газа увеличивается и развивается давление в несколько тысяч атмосфер. В результате дефект начинает расти, образуется трещина, которая является концентратором напряжения, что приводит к повышению диффузии водорода.

Кроме рассмотренного механизма, прочность в детали понижается за счёт образования гибридов титана. Для предотвращения водородной хрупкости необходимо понижать наводораживание в процессе обработки металла, а также вводить дополнительную обработку для устранения избыточного водорода, также может применяться вакуумный обжим детали.

Импульсная электрохимическая обработка.

Так как процесс электрохимической обработки обеспечивает низкую локализацию, то для изготовления ажурных лопаток двигателей 4ого и пятого поколения. Был разработан метод импульсной электрохимической обработки:

-межэлектродный зазор уменьшен в 10 раз

-источник питания импульсный с регулируемой длительностью импульсов

Длительности импульсов 1миллисек.

-закон Фарадея

Q-объём съёмного материала

k-объём э/х эквивалент- количество электричества для растворения 1n эквивалента вещества.

На основании проведенного анализа по локализации процесса растворения металла сформировать условие, что минимальный межэлектродный зазор должен уменьшатся. Кроме того, глубокий анализ электрохимических процессов показал, что для начала растворения металла необходимо, чтобы в рассматриваемой точке протекало некоторое минимальное количество электричества, т.е затрачивалось минимальное количество энергии на подготовительные процессы

W-количество электричества

время импульса

-растворение прекращается

Проведённый анализ показывает, что количество электричества в любой точке поверхности зависит от длительности импульса и величины протекающего тока, поэтому понижение длительности импульса приводит к понижению количества электричества протекающего в данной точке и прекращению растворения поверхности при повышенных зазорах.

Таким образом импульсная электрохимическая обработка позволяет повысить точность деталей, а также понизить величину минимального припуска.

Исследование качества поверхности показали, что понижается опасность растворения границ зерна, понижается шероховатость обрабатываемой поверхности, повышается опасность наводораживания, понижается растравливание поверхности