Поиск мастера по ремонту

Электрохимическая обработка металлов

С тех пор, как человечество стало использовать изделия из металлов, появилась необходимость придания им соответствующей функциональной и эстетической формы.

Для этой цели применяются различные способы: отливка в формы, ковка, штамповка, прокатка, резка, фрезерование, точение, шлифование.

Но, по мере того, как развивалась техника, особенно в современных отраслях машиностроения ( авиамоторостроение, ракетная техника, атомное машиностроение и т.п.) появились новые материалы, которые очень трудно, а иногда и невозможно, обработать механическими способами.

Сегодня существуют очень твёрдые и очень хрупкие сплавы, которые, при механической обработке, могут разрушиться. И поэтому появилась необходимость создания новых способов обработки металлов—родился способ электрохимической обработки, с использованием процесса электролиза.

Основной закон электролиза сформулировал английский учёный Майкл Фарадей. Согласно этому закону, количество вещества m, выделенного или растворённого на электродах за время t, прямо пропорционально количеству электричества q, прошедшего через электролит:

Этот закон положен в основу электрохимической обработки металлов. При электролизе, на металлические электроды погружённые в раствор электролита, подаётся электрическое напряжение и в электролите начинает проходить электрический ток. При этом на катоде ( - ) выделяется водород, а на аноде (+) –растворяется металл самого анода и выделяется кислород.

Процесс растворения тела анода, уже достаточно давно используется для улучшения качества поверхности — электрохимическое травление и электролитическое полирование применяются для очистки поверхности от окисных плёнок и придания ей зеркального блеска.

В этих двух процессах с поверхности удаляется очень малый слой металла и геометрия заготовки не изменяется, т.к. применяется очень маленькая плотность тока и скорость растворения очень мала. Если увеличить плотность тока, скорость растворения увеличится и тогда, количество удаляемого металла вырастет до такой величины, которая изменит конфигурацию изделия.

Как же происходит электрохимическая обработка металла?

Обрабатываемая деталь подсоединяется к положительному источнику тока и становится анодом, а электрод-инструмент — к отрицательному и становится катодом. Расстояние между катодом и анодом устанавливают от 0.05 до 0.5 мм , и в этом малом зазоре, с помощью насоса, непрерывно прокачивается электролит.

Нерабочие поверхности катода покрывают тонким слоем изоляции и, т.к. зазор между электродами очень мал, напряжённость электрического поля очень высока и плотность тока достигает больших величин ( до 250 а/см2 ). Металл анода растворяется с большой скоростью одновременно под всей рабочей поверхностью катода и с обрабатываемой детали снимается значительный слой, со скоростью от 0.5 до 6 мм в минуту.

При этом на аноде воспроизводится форма и размеры катода с очень высокой точностью. По мере растворения металла на аноде, катод постепенно приближают к аноду для сохранения величины зазора.

В качестве электролита применяют водные растворы неорганических солей например, азотнокислый или хлористый натрий.

Что же происходит в межэлектродном пространстве?

Рассмотрим пару—железный анод в водном растворе хлористого натрия. При электролитической диссоциации вода разлагается на катионы водорода и анионы гидроксила:

Металл растворяется на аноде и ионы железа реагируют с ионами гидроксила, образуя гидраты окислов железа, которые не растворяются в воде и выпадают в осадок:

Гидраты окислов металла заполняют межэлектродное пространство, мешают нормальному процессу электролиза и поэтому, зазор непрерывно прокачивают свежим электролитом, который отводит тепло, подводит реагенты и удаляет продукты реакции.

Таким образом , растворение тела анода и есть электрохимическая обработка изделия с целью придать ему нужную форму.

Электрохимическая обработка металлов позволяет:

обрабатывать любые металлы и сплавы, независимо от химсостава и механических свойств;

инструмент-катод не изнашивается;

эта обработка не меняет структуру металла, не даёт трещин и других дефектов;

упрощается технология обработки, особенно если необходимо выполнить фигурное отверстие и полость сложной формы, т.к. необходимо только поступательное движение катода нужной конфигурации.

Электрохимические методы обработки металлов нашли широкое применение при изготовлении различных деталей, в особенности тех, которые трудно или невозможно изготовить другим способом.






Читайте также:

Система аттестация сварочного производства накс

Гибочное оборудование и его разновидности

Повышение эффективности охлаждения газотурбинных камер сгорания

Современные технологии металлообработки

Пайка в домашних условиях

Гидроабразивная и лазерная резка керамогранита

Ещё больше интересных статей

Яндекс.Метрика
© 2011 Технологии строительства и ремонта. Все права защищены.
При полном или частичном использовании материалов сайта активная ссылка обязательна.
E-mail: info@stroypraym.ru