Электрохимические методы обработки

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).