Лекция19: Электрические способы обработки

1. Электрические и электрохимические методы обработки материалов

Электрические и электрохимические методы обработки материалов (электротехнология) за последние десятилетия заняла достойное место в современном приборостроении. Разнообразие составляющих электротехнологию методов затрудняет осуществление их классификации. При классификации методов приходится учитывать

следующие признаки и показатели их:

вид энергии: тепловая, механическая, электрическая, магнитная, электромагнитная, химическая, ядерная;

распределение энергии по времени: непрерывное, пульсирующее, импульсное;

подвод энергии и распределение ее в пространстве: точечный, линейный, поверхностный, объемный; точечно-линейный, точечно-поверхностный, точечно­объемный;

главный физический процесс, определяющий формообразование: плавление, испарение, пластическое деформирование, хрупкое разрушение, химическое растворение, кристаллизация, ядерные преобразования;

характер формообразования: удаление припуска, изменение расстояния в твердом теле, изменение Агрегатного состояния;

виды среды: вакуум, инертные газы, химически активные газы, воздух, вода, электролиты, суспензии, эмульсии, твердое тело;

давление среды: разряжение, нормальное, повышенное, особо высокое;

физическое состояние обрабатываемого материала: твердое, в расплаве, парообразное, исходное состояние не изменяется.

На схеме рис. 19,1 эти методы сгруппированы по характеру действия электрического тока - основной вид энергии, используемый в электротехнологии. Из рассмотренной классификации следует, что все методы делятся на три группы воздействия на обрабатываемую поверхность, а именно: химического, теплового и механического.

2 Электрохимическая обработка

Электрохимическая обработка (рис. 19.2) материалов основана на явлении анодного растворения материала при электролитической диссоциации. При прохождении электрического тока через цепь, образованную обрабатываемой деталью

анодом 4, электролитом 2, металлический электродом (катодом) 3, находящимся в ванне 1, с анодом 4 удаляется слой металла переходящий в неметаллическое состояние - химическое соединение. На поверхности анода образуется окисная (поляризационная) пленка препятствующая прохождению процесса. Для разрушения пленки применяют изменение режимов обработки проведение процесса в проточном электролите.

Возможно применения различных методов электрохимической обработки. Вид технологической операции зависит от схемы подключения электрической цепи, среды - электролита ванны, а также состояния этой среды. Проводят операции очистки поверхностей металлов, электрохимическое глянцевание и полирование, прошивание отверстий в металлах, сглаживание шероховатых поверхностей, гравирование и маркирование по металлам и другие.

Рассматриваемый процесс отличается высокой производительностью до 50.000 мм / мин; шероховатость Кг20 -0,025;обрабатываемая поверхность не подвергается структурным изменениям; отсутствие износа электрода - инструмента; простота процесса (возможность использовать оборудование участков гальванопокрытий на предприятиях). К недостаткам процесса следует отнести наличие центрифуг или других устройств для очистки электролита; применение вытяжных устройств для удаления водорода из рабочей камеры; высокая энергоемкость процесса. Применяемые режимы обработки по электрическим параметрам следующие. Величина рабочего напряжения U = (12 - 15) В, плотность, тока а= (0,01 - 15) А/см², рабочий режим ванны соответствует температуре (343 - 363)^оК. Для питания установок чаще всего применяют постоянный ток. Для обработки нержавеющих сталей целесообразно использовать импульсный ток длительностью от 0,01 до 0,4 с. Электролит прокачивается со скоростью (5 - 8) м/с. В качестве электролита служат водные растворы солей (хлористого натрия, сернокислого натрия и др.) и кислот (серной кислоты и др.) Время обработки детали (10 - 30) с.

■ !