Лабораторная установка эхт–97

Лабораторная установка ЭХТ–97 (рис. 1.56) работает от источника тока 1. Источник снабжен встроенными вольтметром 2 и амперметром 3, которые позволяют контролировать ступенчато изменяемые при переключении тумблеров 12 значения силы тока и напряжения на электродах. Ток от источника по гибким шинам подается на электроды 6 и 7, выполненные в виде пластин. Пластина 6, являющаяся катодом, закреплена при помощи кронштейна 5 на стенке емкости 4, выполненной из химически стойкого материала. Емкость заполнена 15 % водным раствором хлорида натрия.

Рис. 1.56. Схема установки ЭХТ–97

Вторая пластина 7, представляющая анод, закреплена на противоположной стенке емкости 4 при помощи подвижного кронштейна 8, который дает возможность изменять межэлектродный зазор . Для эффективного удаления продуктов анодного растворения из межэлектродного промежутка электролит перемешивают потоком воздуха, подаваемого в емкость 4 по гибкому трубопроводу 9 от компрессора 10. Для предотвращения образования больших воздушных пузырей и выплескивания электролита из емкости конец трубопровода 9 снабжен рассеивателем 11.

Содержание работы

Работа включает изучение технологических характеристик и основных закономерностей электрохимического травления заготовок, проведение эксперимента по определению зависимости параметров электрохимического травления от плотности тока, выполнение индивидуального задания и подготовку отчета.

Последовательность выполнения работы

1. Ознакомьтесь с устройством и принципом работы лабораторной установки ЭХТ–97.

2. Совместно с преподавателем разберите представленные в начале работы формулы химических реакций, протекающих в технологической системе при электрохимическом травлении.

3. Получите у учебного мастера образец для электрохимического травления.

4. Измерьте толщину b образца, установите его в емкость с электролитом и проведите обработку в течение 10 минут при заданном преподавателем значении силы тока  и установившемся значении напряжения U. Измерьте толщину образца после травления. Результаты измерений занесите в табл. 1.28.

Таблица 1.28

Результаты эксперимента

Номер эксперимента
1						2						3
Номер измерения	, мин	, А	U, В	b, м	Номер измерения		, мин	, А	U, В	b, м	Номер измерения		, мин	, А	U, В	b, м
1	0				1		0				1		0
2					2						2

5. Повторите дважды на этом же образце перечисленные в п. 4 действия, изменяя каждый раз значение силы тока .

6. Вычислите значения плотности тока в каждом эксперименте по формуле , А/м²; результаты расчетов занесите в табл.  1.29.

Таблица 1.29

Результаты расчетов

Номер эксперимента	i, А/м2	b, м	mф, кг	k	Р, м/с	Пm, кг/с	wm, Дж/кг

7. Рассчитайте и занесите в табл. 1.29 значения коэффициентов выхода по току для каждого эксперимента. Для этого:

– вычислите толщину b стравленного за 10 минут обработки слоя материала по каждому эксперименту, используя формулу b = b₂ – b₁, в которой индексы 1 и 2 обозначают номера измерений;

– рассчитайте массу m_ф стравленного слоя по формуле m_ф = _mSb, кг;

– используя формулу (1.46) и данные табл. 1.30, определите значения анодного выхода по току k_.

Таблица 1.30

Плотность и электрохимические эквиваленты некоторых сплавов

№ п/п	Материал	m, кг/м3	kэх, кг/Кл
1	2Х13	7750	2,5810-7
2	5ХНМ	7800	2,8610-7
3	ВК8	14350	3,1010-7
4	Т15К6	11000	2,7510-7
5	Т5К10	12200	3,0510-7
6	30ХГСА	7850	2,8810-7
7	38ХНМЮА	7710	2,8310-7
8	Д1	2800	0,9310-7
9	ВТ16	4680	1,7910-7
10	ВТ22	4500	1,7210-7
11	ЭИ-893	8800	2,6410-7
Примечание. В экспериментах используются образцы из стали 20, имеющей kэх = 2,6910-7 кг/Кл., m = 7800 кг/м3.

8. Рассчитайте производительность по массе П_m, кг/с, и удельную энергоемкость процесса обработки w_m, Дж/кг, при различных значениях плотности тока. Результаты расчетов занесите в табл. 1.29.

9. Постройте графики экспериментальных зависимостей анодного выхода по току, скорости анодного растворения и удельной энергоемкости процесса от плотности тока: k_ = f₁(_i), _Р = f₂(_i), w_m = f₃(_i) и нанесите на них примерные кривые соответствующих теоретических зависимостей (при консультации преподавателя). Охарактеризуйте степень совпадения полученных результатов с теоретическими зависимостями травления заготовок.

11. Получите у преподавателя индивидуальное задание по определению основного времени на электрохимическое травление поверхности конкретной формы (табл. 1.31) и выполните следующие действия:

– рассчитайте площадь S поверхности, подлежащей обработке;

– пользуясь данными, приведенными в табл. 1.30, определите необходимую плотность тока по формуле , А/м²;

– определите силу тока , обеспечивающую скорость анодного растворения _р = 10^-6 м/c, по формуле , приняв анодный выход по току k_ = 1;

– рассчитайте время ₀ электрохимической обработки заготовки.