Электрохимическая обработка основана на явлении анодного растворения металлов при электролизе. При прохождении постоянного электрического тока через электролит на поверхности заготовки, включенной в электрическую цепь и являющейся анодом, происходят химические реакции и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение. Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом.
Производительность процессов зависит от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого токопроводящего материала и плотности тока.
Электрохимическое полирование. Схема обработки показана на рисунок 3.5. Обработка осуществляется в ванне, заполненной электролитом (растворы кислот и щелочей).
Обрабатываемую заготовку подключают к аноду; вторым электродом-катодом служит металлическая пластинка из свинца, меди, стали и т. д. Для большей производительности электролит подогревают до температуры 40… 80 °С.
Рисунок 9.5 – Схема электрохимического полирования:
1 - ванна; 2 - обрабатываемая заготовка; 3 - пластина-электрод; 4-электролит; 5 - микровыступ; 6 - продукты анодного растворения
При подаче напряжения на электроды начинается процесс растворения металла заготовки-анода. Растворение происходит, в основном, на выступах микронеровностей поверхности вследствие более высокой плотности тока на вершинах. Кроме того, впадины между микровыступами заполняются продуктами растворения: окислами или солями, имеющими пониженную проводимость. В результате избирательного растворения, т. е. большей скорости растворения выступов, микронеровности сглаживаются, и обрабатываемая поверхность приобретает металлический блеск.
Улучшаются электрофизические характеристики деталей: уменьшается глубина микротрещин, поверхностный слой не деформируется, исключаются упрочнения и термические изменения структуры, повышается коррозионная стойкость.
Электрохимическое полирование позволяет одновременно обрабатывать партию заготовок по всей их поверхности. Этим методом получают поверхности деталей под гальванические покрытия, доводят рабочие поверхности режущего инструмента, изготовляют тонкие ленты и фольгу, очищают и декоративно отделывают детали.
Электрохимическая размерная обработка. Особенностью метода является обработка в струе электролита, прокачиваемого под давлением через межэлектродный промежуток, образуемый обрабатываемой заготовкой-анодом и инструментом-катодом.
Струя электролита, непрерывно подаваемого в межэлектродный промежуток, растворяет образующиеся на поверхности продукты анодного растворения (соли) и удаляет их из зоны обработки. Высокая
производительность процесса заключается в том, что одновременно обрабатывается вся поверхность заготовки.
Участки, не требующие обработки, изолируют. Инструменту придают форму, обратную форме обрабатываемой поверхности. Формообразование происходит по методу копирования (рис. 3.6).
Рисунок 3.6 – Схема электрохимической размерной обработки: 1 - инструмент - катод; 2 - заготовка - анод
Для размерной электрохимической обработки используют нейтральные электролиты. Наиболее широко применяют растворы солей NaCl, NaNО3 и Na2S04, нейтральность которых обеспечивается добавлением в электролит слабого раствора соляной кислоты.
Точность обработки повышается при уменьшении рабочего зазора. Для его контроля используют высокочувствительные элементы, которые встраивают в следящую систему.
Этот способ рекомендуют для обработки заготовок из высокопрочных сплавов, карбидных и труднообрабатываемых материалов. Также можно обрабатывать нежесткие тонкостенные детали с высокой точностью и качеством обработанной поверхности (отсутствует давление инструмента на заготовку).