5.2 Завдання на практичне заняття
1. Ознайомитися з викладеним теоретичним матеріалом в п. 5.1 і в [1, 11].
2. Описати одину з технологічних схем електроерозійної обробки матеріалів (ЕЕО), що застосовують у промисловості, згідно виданого завдання викладачем.
3. Навести схему, основні параметри обробки: струм, напругу, тривалість імпульсів.
4. Проаналізувати особливості, переваги і недоліки методу.
4. Проаналізувати технологічні характеристики процесу ЕЕО, що розглядається.
5.3 Оформлення та захист звіту
Звіт з виконаної роботи оформляється у зошиті з практичних занять чи окремо на аркушах формату А4, де на першій (титульній) сторінці вказуються дані про навчальний заклад, кафедру, студента, що виконав цю роботу, викладача, що прийняв роботу. На наступній сторінці вказується назва і мета заняття, а також наводяться вихідні дані завдання, отриманого у викладача. Нижче наводяться результати виконання завдання згідно з п. 5.2. В кінці звіту наводиться висновок за результатами виконання завдання та перелік використаних літературних джерел.
Повністю оформлений і підписаний студентом звіт подається викладачеві до захисту в кінці заняття.
5.4 Запитання для самоконтролю
1. Що таке електроерозійна обробка?
2. Хто винайшов цей метод?
3. Які технологічні схеми ЕЕО застосовують у промисловості?
4. У чому принципова відмінність електроімпульсної установки від електроіскрового верстата?
5. Які фізичні явища відбуваються на електродах при ЕЕО?
6. Перерахуйте стадії протікання процесу при ЕЕО?
7. Від чого залежить продуктивність процесу ЕЕО і якість поверхні?
8. Який струм використовується при ЕЕО і його величина?
9. Які діапазони напруги використовують при ЕЕО?
10. Який вплив на продуктивність процесу ЕЕО надає площу оброблюваної поверхні і глибина входження електрода-інструмента в заготівлю?
11. Які середовища використовують при ЕЕО?
Практичне заняття № 6
Вивчення методів та засобів для нанесення гальванічних покриттів
Мета заняття: Ознайомитись та вивчити основні методи нанесення гальвано покриттів та визначення параметрів нанесених покриттів
Тривалість заняття: 2 год.
6.1 Основні теоретичні положення
Електролітичні і хімічні покриття застосовують для відновлення і зміцнення деталей (хромування, залізнення, нікелювання), захисту від корозії і надання деталям декоративного зовнішнього вигляду (нікелювання, хромування, цинкування, кадміювання та ін.).
Рисунок 6.1 - Схема установки для електролітичного осадження металу: 1 – анод; 2 – катод (деталь); 3 – ванна; 4 – електроліт
Аноди виготовляють з того металу, який наносять на деталь, рідше – із свинцю. Електролітом є розчин у дистильованій воді сполук (найчастіше солей) осаджуваного металу. Для підвищення стабільності процесу і якості покриттів в електроліт вводять різні домішки (кислоти та ін.). Кількість осаджуваного металу (G, г) при нанесенні електролітичного покриття можна підрахувати за формулою
G=E·I·t·η (6.1)
Е – електрохімічний еквівалент, г/А·год; І – сила струму, А; t – час електролізу, год; η – коефіцієнт корисної дії процесу (вихід за струмом), %.
Значення електрохімічних еквівалентів беруть з довідників. Для двовалентного заліза – 1,042, хрому - 0,324, нікелю - 1,095, двовалентної міді - 1,186г/А·год.
Середню товщину шару металу (h, мм), осадженого на катоді, можна підрахувати за формулою:
h = Е Dк t η/1000 ρ (6.2)
де Е – електрохімічний еквівалент, г/А·год; Dк – густина струму, А/дм2; t – час електролізу, год; η – коефіцієнт корисної дії процесу (вихід за струмом), %. ρ – густина металу, осадженого на катоді, г/см3;
Наведену формулу можна також використати для розрахунку часу електролізу t, потрібного для одержання покриття заданої товщини.
Крім постійного струму при нанесенні електрохімічних покриттів застосовують змінний струм. Його застосування поліпшує структуру покриття і дає змогу інтенсифікувати процес за рахунок підвищення щільності струму (у 1,5 - 3 рази).
Хімічні покриття одержують, занурюючи деталь у розчин (без пропускання електричного струму) й витримуючи у ньому до одержання потрібної товщини покриття.
Технологічний процес нанесення електролітичних і хімічних покриттів складається з трьох стадій:
- підготовчих операцій,
- нанесення покриттів і
- заключних операцій.
Підготовка деталей під електролітичні покриття складається з механічної обробки, ізоляції поверхонь, які не підлягають нарощуванню, монтажу (підвішання) у пристрій, знежирення і травлення поверхонь, що покривають. Від якості підготовки поверхні деталі залежить міцність зчеплення покриття з основним металом. Ізоляцію поверхонь, що не підлягають покриттю, виконують нанесенням дешевих матеріалів, стійких до електролітів, щільних і таких, які легко можна зняти. Такими матеріалами можуть бути мастики на основі воску, парафіну, каніфолі, плівкові поліетиленові пластики.
Монтаж деталей у підвісні пристрої проводять або перед знежиренням або після нього. Деталі у підвісних пристроях бажано розміщувати вертикально. При цьому покриття одержують щільнішим.
Знежирюють деталі віденським вапном (суміш окису кальцію і магнію) з домішкою 3 % кальцинованої соди і 1,5 % їдкого натру. Цю суміш розводять водою до пастоподібного стану й наносять на деталі щіткою. Видаляють суміш промиванням деталей у проточній воді.
Травлення (декапірування) застосовують для видалення окисних плівок з поверхні деталі. Часто травлення проводять у тих же ваннах, в яких наносять гальванічні покриття, але з заміною полюсів: до деталі під'єднують позитивний полюс, а до електродів – негативний. Тривалість електрохімічного травлення 0,5 - 2 хв, густина струму 20 - 50 А/дм2.
У деяких випадках окисні плівки на деталях видаляють хімічним травленням у розчинах кислот, наприклад, у 5-процентному розчині соляної кислоти.
Механічна обробка (шліфування, точіння, зачищення поверхонь шкуркою та ін.) має забезпечити видалення слідів спрацювання, надати деталі правильної геометричної форми й забезпечити заокруглення гострих кромок. Шорсткість поверхні після механічної обробки має бути в межах 4 - 6 класу.
Джерелами струму для гальванічних ванн можуть бути низьковольтні генератори постійного струму АНД-500/250, АНД-1000/500, АНД-1500/750 (у чисельнику сила струму при напрузі 6 В, у знаменнику - при напрузі 12 В), селенові випрямлячі ВСМР, кремнієві випрямлячі ВАКГ та ін. При застосуванні змінного струму джерелами струму є зварювальні трансформатори.