Застосування електрохімічної обробки матеріалів у машинобудуванні

Електрохімічна обрбобка матеріалів у машинобудуванні.

Електрохімічними способами обробки матеріалів умовно прийнято називати групу нових методів електротехнології, що застосовуються для видалення матеріалу з оброблюваних поверхонь, його переносу, формоутворення деталей чи структурних перетворень, здійснюваних за допомогою електричної енергії, що вводиться безпосередньо в зону обробки.

У більшості нових методів використовується переважно процес анодного розчинення, тобто переходу металу, що вводиться в електролізер як анод, з металевого стану в різні неметалічні з'єднання. При цьому спочатку метал анода переходить з металевого стану в іонне шляхом віддачі металом електронів:

Ме°+пе-Ме^п+, де п — число одиничних зарядів.

Потім відбувається утворення різних металевих з'єднань, склад яких визначається хімічним складом електроліту чи продуктів електролізу.

Анодне розчинення в нейтральних електролітах супроводжується утворенням гідратів оксиду металу Ме(ОН)п, що практично не розчиняються в електроліті, випадають в осад, пасивують поверхню, що розчиняється, і забивають міжелектродний проміжок. Для видалення з зони обробки осаду, що випав, електроліту надається велика швидкість руху в міжелектродному проміжку, що дозволяє виконувати обробку при підвищених щільностях струму (до сотень амперів на квадратний сантиметр), оскільки при цьому відбувається інтенсивне охолодження електроліту.

При електрохімічній обробці металів у кислих розчинах, коли продукти реакції досить добре розчинні в електроліті, густині струму відносно невеликі (2—3 А/см²) і обробка виконується в стаціонарному або електроліті, що повільно перемішується. По цих ознаках операції електрохімічної обробки підрозділяють на дві групи: 1) електрохімічна обробка при невисокій густині струму в стаціонарному електроліті;2)електрохімічна обробка при високій густині струму в проточному електроліті.

На рис.12.5 показана схема електрохімічної обробки в стаціонарному електроліті для найбільш типової операції — електролітичного шліфування чи полірування. При проходженні електричного струму через електроліт 3 і електроди 8 і 5 відбувається розчинення поверхні анода в електроліті й утворення продуктів розчинення 6. Вони затримуються в западинах поверхні анода й ізолюють її від проходження струму по всій поверхні, зосереджуючи силові лінії струму 7 на незахищених ділянках поверхні анода. Виступи розчиняються швидше западин, у результаті чого відбувається згладжування поверхні виробу — її полірування.

Принципова схема процесу електрохімічної обробки в проточному електроліті (рис.12.6) працює в такий спосіб. Оброблювану деталь установлюють відносно електрода-інструмента із зазором, через який прокачується електроліт. Деталь підключена до позитивного полюса і є анодом, а електрод-інструмент- катодом.

При проходженні електричного струму по ланцюзі електрод-інструмент-електроліт-анод останній під дією електрохімічних процесів, що відбуваються, розчиняється, при цьому на ньому здійснюється копіювання форми електрода-інструмента.

Електрохімічним способом можуть проводитися наступні операції.

Очищення поверхні металу анодним травленням від оксидів, іржі, жирових плівок і інших забруднень. Її виконують шляхом анодного розчинення поверхні виробу.

Загострення і заточування інструмента, що ріже, виготовлення голок з циліндричних прутків. Це виконується за рахунок створення на лезі, що ріже, і вістрі підвищених щільностей струму.

Профілювання металевих заготівель. При цьому способі оброблюваний виріб поміщений в середину катода. Анодне розчинення відбувається інтенсивніше в ділянках, більш близьких до катода.

Гравіювання і маркування по металах. На виріб, що, є анодом, наносять шар воску, лаку чи іншої ізолюючої речовини. Анодне розчинення відбувається в тих місцях, де метал оголений.

Виготовлення сіток (аналогічно електрохімічному гравіюванню). Сітку-малюнок наносять ізолюючим складом на поверхню анода. Вона захищає метал від розчинення. Оголені ділянки усередині лакової сітки розчиняються.

Виготовлення листового металу малої товщини, шляхом, анодного розчинення.

Нанесення металопокриттів і анодування. Процес нанесення металопокриттів на поверхню виробів методом електролізу називається гальванотехнікою. У свою чергу, гальванотехніка підрозділяється на гальваностегію і гальванопластику. | Гальваностегія — електрохімічне нанесення металів на металеві вироби з метою підвищення їхньої механічної міцності, антикорозійних властивостей і декоративних якостей.

Гальванопластика — електрохімічний процес нанесення металів на шаблони, застосовувані при виготовленні штампів різних виробів (музичні пластинки, диски, типографські кліше, статуї і т.д.). При нанесенні металів шаблони (з воску, гіпсу, дерева і т.п.) попередньо покривають шаром графіту для надання їх поверхням електропровідності.

Анодування — процес одержання оксидних антикорозійних покрить на поверхні металевих виробів шляхом їхньої анодної обробки у відповідних розчинах. Воно широко застосовується для захисту від корозії виробів з алюмінію, магнію і їхніх сплавів. При анодуванні на поверхні алюмінію утвориться подвійний оксидний шар: верхній — товстий пористий шар і нижній — тонкий щільний. Алюмінієва оксидна плівка володіє гарними антикорозійними й електроізолюючими властивості.

Для забезпечення достатньої міцності зчеплення металопокриття з основним металом поверхня останнього піддається спеціальному очищенню різними методами: механічним (шліфування, полірування), електрохімічним (знежирення, травлення), а також ультразвуковій обробці.

Ванни для металопокриттів виготовляють зі сталі і зсередини футерують пластмасами. По бортах ванн на ізоляторах монтують анодні і катодні шини, що приєднуються до джерела живлення постійного струму. На катодні шини підвішують вироби, а на анодні — пластини металу, яким покривається виріб. Електроліт, що знаходиться у ванні, підігрівається встановленим на дні ванни змійовиком, по якому циркулює гаряча вода. Іноді ванни виготовляються з подвійною стінкою- паропровідною сорочкою.

Ванни можуть бути включені в ланцюг послідовно, якщо для процесу електролізу потрібен однаковий струм. У цьому випадку контроль за роботою ванн здійснюється за допомогою одного амперметра. Якщо ж ванни працюють із змінним навантаженням, то кожна з них підключається до джерела живлення паралельно і кожна забезпечується амперметром.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Електроустаткування електролізних виробництв.	\|	Джерела живлення установок електрохімічної обробки

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.008 сек.