Файл: Де Барр, А. Е.pdf

дены в приложении П. Проводимость даже самых высокопроводных электролитов во много раз меньше, чем проводимость большинства металлов. Следовательно, в результате большого омического со­ противления электролита при больших плотностях тока он на­ гревается. Более того, высокие плотности тока приводят к зна­ чительной поляризации электродов, которая еще в большей сте­ пени способствует нагреву электролита. Во избежание закипания электролит в зазоре между деталью и инструментом должен быстро перемещаться, поэтому рабочее давление на входе в зазор должно поддерживаться высоким. Поскольку высокие давления нежела­ тельны, целесообразно применять электролиты с низкой вязкостью, которая способствует более интенсивному перемещению ионов и, следовательно, " повышает эффективную проводимость раствора. Электролиты для электрохимической обработки должны иметь высокие удельные теплоемкость, теплопроводность и высокую температуру кипения, чтобы исключить возможность его заки­ пания.

В процессе использования электролита состав его изменяется вследствие перехода в электролит ионов металла анода. Эти ноны могут или оставаться в растворе, или" участвовать в побочных реакциях, ведущих к образованию нерастворимых продуктов, но все изменения в электролите отражаются на процессе. Для полу­ чения стабильных результатов обработки, электролит должен содержать минимальное количество продуктов реакции. Отра­ ботавший раствор должен обладать способностью восстанавли­ ваться, и восстановление его должно представлять простую и не­ дорогую операцию.

До си-х пор электролит рассматривали применительно к эф­ фективному съему металла с детали. Важно также, чтобы удаление металла осуществлялось только с желаемых участков в соответ­ ствии с формой, катода. Хотя скорость подачи катода-инструмента определяет межэлектродный зазор, от которого зависит точность копирования, состав электролита также является важным фак­ тором формообразования.

Поверхность готовой детали, как и при обычной обработке, не должна иметь каких-либо дефектов. При электрохимической обра­ ботке шероховатость поверхности определяется в основном со­ ставом электролита и характером его течения в межэлектродном зазоре.

Насосы должны работать надежно; следовательно, ни электро­ лит, ни продукты обработки не должны быть агрессивными. Элек­ тролит не должен быть токсичным и во время обработки не должен давать токсичных продуктов, так как в противном случае экс­ плуатация оборудования будет чрезмерно затруднена. Кроме перечисленных требований, затраты, связанные с использованием и восстановлением электролита, должны быть как можно ниже. При подборе электролита для обработки данного материала не­ обходимо учитывать большое количество факторов.

могут распределяться по всему твердому раствору. Специальные материалы, такие как карбид вольфрама, используемые для изго­ товления штампов, можно рассматривать как смеси. Следова­ тельно, перечислить электролиты для обработки различных мате­ риалов трудно. Действительно, нет универсального электролита, пригодного для обработки любого металла или сплава, и разра­ ботка такого электролита представляется невозможной. Но воз­ никла бы неосуществимая ситуация, если бы сплавы, имеющие несущественные различия в составе, потребовали различные электролиты для их эффективной обработки. В действительности сплавы одной группы, например на основе железа, можно с успе­ хом обрабатывать без существенных изменений в составе элек­ тролита.

Сплавы на основе железа. В процессе электрохимической обработки выделение кислорода на аноде происходит довольно интенсивно н, если анод изготовлен из какого-либо металла группы железа, а окисные пленки для данного металла образуются при потенциалах, более низких, чем требуется для выделения кисло­ рода, анодное растворение замедляется. Хлориды эффективны вследствие отсутствия пассивации анода, и поэтому электролиты, содержащие анионы хлора, используют чаще других.

Желательны нейтральные или почти нейтральные растворы; соль хлористоводородной кислоты (хлорид натрия) образует основу электролитов, обычно-используемых для обработки железа и никелевых сплавов. Можно применять хлорид калия, который повышает электропроводность электролита, но он значительно дороже. Металл, снятый с детали, выпадает в осадок в виде гидро­ окиси, и поддержание определенного количества растворенного металла (гидроокиси) в растворе будет способствовать повышению точности обработки. Осаждения гидроокиси можно избежать путем использования комплексообразующих веществ, и раствор обычной соли лимонной кислоты является типичным нейтральным электро­ литом. Однако в некоторых случаях стоимость компонентов может быть высокой. Другим способом предотвращения выпадения осад­ ков является добавление кислоты в раствор соли; осаждения в этом случае не наблюдается до тех пор, пока полностью не нейтрали­ зуется свободная кислота, но в этом случае необходимо контро­ лировать количество кислоты в электролите и добавлять ее для предотвращения выпадения осадка на катоде.

Испытания стали, содержащей 0,2% С, показали, что добавле­ ние 3—10% хлорида натрия и 6% водного раствора серной кис­ лоты значительно улучшает скорость обработки, благодаря чему была достигнута теоретическая максимальная скорость съема металла при условии, что весь металл, входящий в раствор, пред­ ставлял двухвалентное железо. Однако класс чистоты поверхности детали был низкий (не выше 4 мкм). Считают, что добавление ни­ трата натрия в кислые растворы солей не только уменьшает шероховатость поверхности, но и доводит до минимума осаждение