Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

Глебов В.В., Кирсанов С.В.
Электрохимическая обработка (ЭХО) имеет ряд преимуществ перед методами механической и электрофизической обработки, в частности, позволяет обрабатывать любые металлы и сплавы, независимо от их физико-химических свойств, а также изготавливать сложнопрофильные детали с высокой степенью точности, достигающей 0,5 мкм [1]. Вместе с тем, более широкое применение ЭХО сдерживается её недостатками, к числу которых относятся высокая стоимость оборудования, сложность изготовления электрод-инструментов (ЭИ), ограничения на форму деталей, экологические проблемы и большая энергоёмкость процесса.

Учитывая преимущества ЭХО по качеству и точности обработки, что особенно важно на финишных этапах обработки, в настоящее время в производство активно внедряются последовательные и комбинированные методы обработки. Например, методы электроэрозионной обработки (ЭЭО) по сравнению с ЭХО менее энергоёмки, не требовательны к составу и качеству рабочей жидкости, однако поверхностный слой обработанных деталей имеет капле- и кратернообразную структуру, термически изменён и деформирован. Обычной практикой является применение после ЭЭО механического полирования поверхности различными абразивами (карбидом кремния, алмазными пастами), что существенно усложняет технологический процесс. В последние 10-15 лет в различных странах, особенно в Японии и США, проводятся инженерно-конструкторские разработки и производственные исследования по созданию оборудования, позволяющего сочетать (комбинировать) ЭЭО и ЭХО, чтобы использовать положительные аспекты каждого индивидуального процесса [2]. Для процесса ЭХО использует плотность тока 50 A/cm2, пульсирующее напряжение и электролит на основе различных концентраций нитрата натрия. Электроэрозионный разряд формируется после изменения фазового состояния электролита и образования газопарового дисперсного межэлектродного слоя [3].

В различных технологических процессах находят также применение методы анодно-механической обработки, электрохимического шлифования и полирования после механической, термической или электрофизической обработки. Повышение производительности и качества обработки достигается также в мультипроцессах с применением абразивной обработки [4]. Во всех случаях комбинированная обработка на одном технологическом оборудовании позволяет реализовать преимущества ЭХО, одновременно снижая время и энергоёмкость процесса.

До настоящего времени в обработке магнитов на практике доминирует низкопроизводительное механическое шлифование. Неметаллические включения, занимающие 5 - 7% объёма сплава с размерами отдельных частиц более 150 мкм [5], оказывают существенное влияние на производительность ЭХО магнитных деталей. Шероховатость поверхности увеличивается, кроме того, неметаллические включения также являются причиной коротких замыканий, приводящих к порче ЭИ во время процесса ЭХО. Плохое качество обработанной поверхности, частый выход из строя ЭИ, большая энергоёмкость процесса не позволяют широко применять метод ЭХО для изготовления магнитных деталей.

Нами проведены исследования влияния ультразвуковых колебаний на технологические параметры процесса ЭХО постоянных магнитов в абразивонесущем электролите. Обработка велась на станке модели 4Б772 мощностью 1,5 кВт, с наложением ультразвуковых колебаний частотой 22 кГц. Время обработки в 10 %-ном растворе NaNO3 при температуре электролита 30°С и плотности тока 30 А/см2 составляло 5 с. Исследование показали, что наложение ультразвуковых колебаний при ЭХО сплава ЮНД4 приводит к увеличению производительности процесса в 1,5-1,8 раза и уменьшению высоты микронеровностей в 1,5-2 раза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Зайцев А.Н. Прецизионные электрохимические копировально- прошивочные станки нового поколения//Экономика и производство. - 2002.- №1.- С.38-41.
  2. Ramasawmy H., Blunt L. 3D surface topography assessment of the effect of different electrolytes during electrochemical polishing of EDM surfaces //International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2002. -V. 42, Issue 5. - P. 567-574.
  3. Щербина В.И., Родин Е.А. Компьютерное моделирование теплофизических процессов при комбинированных методах обработки материалов. //В кн.: Известия Тульского государственного университета. Серия «Электрофизикохимические воздействия на материалы». Тула, 2003. - С. 55-62.
  4. Kozak J., Oczos K.E. Selected problems of abrasive hybrid machining //Journal of Materials Processing Technology. - 2001. - V. 109, Issue 3. - P. 360-366.
  5. Кирсанов С.В., Глебов В.В., Присяжнюк Ю.В. Влияние легирующих присадок в сплаве ЮНД4 на производительность электрохимической обработки и шероховатость обрабатываемой поверхности //Металлообработка. - 2004. -№2 (20). -С. 26-29.

Работа представлена на юбилейную конференцию с международным участием «Современные проблемы науки и образования», 5-6 декабря 2005г., г.Москва. Поступила в редакцию 16.11.2005г.