Тема 5. "Електрохімічна розмірна обробка металів".
1. Сутність процесу (механізм процесу) загальні закономірності.
2. Розрахункові залежності.
3. Класифікація методів.
4. Особливості (переваги і недоліки) електрохімічної розмірної обробки металів.
Навчальний елемент 1.5.
Лекція 6. (продовження НЕ 1.5)
5. Приклади операцій, що виконуються електрохімічною розмірною обробкою.
6. Типові електроліти.
5.1.Сутність процесу. Загальні закономірності.
На границі металу і електроліту (без проходження електричного струму) утворюється шар іонів. Позитивний шар іонів створюється вузлами кристалічної градки металу. Негативний шар іонів створюється з гідрооксидних груп ОН і кислотних залишків (шари Гельмгольца і Гюі). Цей процес обмежується (лімітується) швидкістю підходу негативно заряджених іонів. І, як наслідок, в стаціонарному режимі утворюється електрохімічна рівновага. Іншими словами процес припиняється.
Якщо систему підключити до джерела постійного струму, то на одному з електродів виникне надлишок електронів, а на другому їх недостача.
Відбуватиметься відведення електронів з поверхні позитивного електроду (анода), усуваються електричні сили, утримуючі іони металу, які починають переходити в розчин. Для заліза можна записати
Fe – 2e– → Fe+2.
Іон заліза, що утворюється, зв’язується з гидроксид-іоном (OH–), утворюючи гідрат закису заліза Fe(OH)2, потім киснем з навколишнього середовища відбувається подальше окислення двовалентного заліза до тривалентного з утворенням гідрата окислу заліза Fe(OH)3, який не розчиняється у воді і випадає в осад, який називається шламом.
Fe+2 + 2OH- → Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2Н2О → 4Fe(OH)3↓.
На катоді відбувається виділення водню, що утворився в результаті електролізу води
Н2О + е– → Н(г) + ОН–.
Молекули води розряджаються на катоді, утворюючи атоми водню, які у вигляді газу видыляються з розчину
Н + Н → Н2↑.
Окрім основних реакцій за певних умов на аноді може виділятися газоподібний кисень
2ОН – 2е– → Н2О + 1/2О2↑.
5.2. Розрахункові залежності.
Закон Ома I
= 
Густина струму: j
= 
R =
ρ
R = електричний опір
ρ = питома електропровідність
Закон Фарадея : m
=kq = k
It
(1), k = 
(2)
Вихід по масі : η
=
5.3. Класифікація методів електрохімічної обробки :
А) Травлення:
1. Анодне (для очистки поверхні, видалення припуску).
2. Катодне (очистка і обезжирювання).
3. Реверсивне.
Б) Обробка поверхні :
1. Безрозмірне шліфування.
2. Глянцування.
3. Полірування (як декоративне, так і технічне).
В) Розмірна обробка :
1. В спокійному електроліті (профілювання, заточування, розмірна обробка),
2. В проточному електроліті (профілювання, різання).
5.4. Особливості (Переваги і недоліки розмірної обробки металів).
Переваги:
1. Чистота обробки в межах 7-9кл.
2. Відсутність зношування електрод-інструментів.
3. Простота здійснення процесу.
Недоліки:
1. Необхідність очистки електроліту (центрифугування чи відстоювання у баках).
2. Необхідність видалення водню (1кг заліза ≈ 0,5м3 водню).
3. Відносно велика електроємність процесу.(1000А·год ≈ 1кг знятого металу).
Лекція 6.