15.1.1.Обработка тел вращения

Производительность по съему металла электрохимической размерной обработки при обеспечении оптимальных условий проведения процесса может достигать и точность заданных размеров детали . Повышение плотности тока до определенных пределов также ведет к уменьшению параметров шероховатости поверхности. С увеличением производительности уменьшаются параметры шероховатости и увеличивается и точность обработки.

Рис. 15.125. Электрохимическая обработка отверстий (1 – электрод – инструмент, 2 – деталь – анод)

Рис. 15.126. Электрохимическая обработка фасонных поверхностей

Преимущества электрохимического метода обработки:

• возможность обрабатывать любые металлы и сплавы независимо от их химического состава и структурного состояния;

• отсутствие износа электрода-инструмента;

• простота осуществления процесса;

• структура обрабатываемого материала не изменяется.

Недостатки:

• большая энергоемкость процесса до на снятого металла;

• необходимость периодической очистки электролита центрифугированием или отстоем в баках;

• громоздкость оборудования и необходимость его антикоррозионной защиты;

• плоская обрабатываемость сплавов с высоким содержанием углерода и кремния;

• расчетные зависимости, устанавливаемые при электрохимической размерной обработки, исходят из предположения однородности обрабатываемого материала, чего нет в действительности. Поэтому возможен неправильный выбор режима обработки, что ведет к возникновению дефектов в обработанной поверхности детали. Вероятность возникновения дефектов повышена при низких плотностях тока и малых подачах.

Таким образом, пи определении возможности и целесообразности использование электрохимической обработки необходимо учитывать преимущества и недостатки этого метода.

15.1.2.Электролиты для электрохимической размерной обработки

Важнейшим условием проведения процесса электрохимической обработки с высокой производительностью и при сравнительно малой энергоемкости является правильный выбор электролитов. Электролит в процессе электрохимической обработки выполняет несколько функций. Он является средой, в которой происходят химические процессы и в которой содержатся проводящие для протекания электрохимических процессов. Поток электролита выносит из рабочей зоны продукты анодного растворения металлов и пузырьки газа, одновременно и охлаждает электроды.

В настоящее время электролиты подбирают опытным путем, исходя из требования высокой производительности. Наибольшей электропроводностью обладают водные растворы кислой и щелочей. Однако их применение ограничено в практике электрохимической обработки ограничено узким кругом специальных операций: разрезка полупроводниковых материалов, прошивка глубоких отверстий малого диаметра и др. Это объясняется тем, что использование указанных электролитов возможно лишь при наличии коррозионно-стойкой аппаратуры и специальных устройств, усложняющих и без того громоздкие установки для электрохимической обработки.

Наиболее широкое распространение получили нейтральные растворы неорганических солей. Обычно для изготовления электролитов выбирают соли, растворы которых обладают достаточно высокой электропроводностью. Экспериментальным путем в ЭНИМС получены данные об обрабатываемости различных материалов в водных растворах хлорида (NaCl), нитрита (NaNO₃) и сульфата (Na₂SO₄) натрия, хлорида калия (KCl), едкого натра (NaOH) и др. Во всех случаях выбирались такие концентрации растворов, при которых их электропроводность максимальная.

Большинство металлов и сплавов хорошо обрабатываются в растворе хлористого натрия (поваренной соли). Достоинства такого электролита - низкая стоимость и длительная работоспособность. Последнее объясняется тем, что хлористый натрий непрерывно восстанавливается в растворе.

Никелевые сплавы обрабатываются с высоким выходом по току во всех электролитах. Для электрохимической обработки никелевых сплавов и титана иногда применяют водные растворы серной кислоты. Эти растворы обеспечивают высокую чистоту поверхности и не вызывают коррозии деталей.

Некоторые материалы, например, алюминий, цинк, олово и сплавы на их основе, лучше обрабатываются в растворе азотнокислого натрия. Некоторые материалы одинаково хорошо обрабатываются в двух электролитах, и в таких случаях энергоемкость процесса является решающим фактором при выборе электролита.

Растворы сернокислого натрия и хлорида калия пригодны для обработки деталей из нержавеющей стали Х18Н9Т и обеспечивают высокую скорость съема и зеркальную поверхность изделия.

Сплавы титана ВТ8, ВТ3-1 в большинстве указанных электролитов пассивируются, на их поверхности образуется окисная пленка, которая плохо проводит ток. Для этих сплавов наблюдается одинаковый съем металла в растворах. Титановые сплавы удовлетворяют обрабатываемость в растворе хлористого и азотнокислого натрия. Однако характер анодного растворения титановых сплавов в этих растворах различен. Если в растворе хлористого натрия наблюдается равномерное растворение металла под всей рабочей поверхностью катода, то в растворе азотнокислого натрия вся поверхность образца пассивируется, и лишь в отдельных местах пассивная пленка пробивается и там наблюдается интенсивное растворение металла. Титан и его сплавы чрезвычайно легко пассивируются, т.е. (или образующиеся в ходе электролиза продукты анодные растворения металла заполняют межэлектродный зазор, и способствует пассивированию анодной поверхности) или анодное растворение сопровождается образованием плохо проводящей ток пленки окислов. Чтобы преодолеть сопротивление пассивной пленки, приходится повышать напряжение на электродах, т.к. титан и его сплавы легко пассивируются. Поэтому энергоемкость процесса их обработки сплавов даже в таком активном электролите, как раствор хлористого натрия, довольно высокая, они удовлетворительно обрабатываются лишь при напряжении и выше.

Такие тугоплавкие металлы, как молибден и вольфрам хорошо обрабатываются в растворе едкого натра (NaOH). При этом достигается высокий выход по току. В растворе хлористого натрия чистый вольфрам не обрабатывается, а молибден обрабатывается очень медленно.

В ряде случаев в качестве электролита можно применять водные растворы хлористого калия (KBr) или натрия (NaBr). Высокой химической активностью обладают фториды щелочных металлов. Однако растворы фторидов не применяют на практике. Но из-за плохой растворимости фторидов и высокой токсичности их вводят в электролит в качестве специальной активирующей добавки. ( Например, NaF добавляют в электролит при обработке твердых сплавов). Электролиты на основе хлористого и азотнокислого натрия с добавкой фторидов могут быть использованы для обработки сплавов, содержащих карбиды вольфрама, кобальта, титана, циркония.