ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обрабатываемость сталей из "Размерная электрохимическая обработка деталей машин" Отмечено уменьшение производительности ЭХО сталей при увеличении содержания легирующих примесей, в частности Ni, Мо и Si [127]. Данные [109] свидетельствуют о возрастании анодного потенциала сталей с легирующими добавками и особенно в присутствии углерода. [c.40] Производительность ЭХО существенно зависит от вида электролита, однако поиск оптимального по производительности электролита до сих пор представляет значительные трудности [211, 230]. Широко распространено мнение, что для углеродистых и легированных сталей максимальную производительность обеспечивают хлоридные электролиты, что объясняется [166] большим сродством железа к хлору, чем к кислороду, вследствие чего ионы хлора препятствуют образованию кислородного барьера , т. е. адсорбционного слоя кислорода и фазовых окислов на поверхности растворяющегося металла, являясь специфическими депассиваторами. Депассивирующее действие СГ-анионов зависит от их соотношения в растворе с пассивирующими анионами гидроокисла, уменьшаясь с увеличением содержания последних. [c.41] В ряде случаев отмечается эффективность ЭХО сталей в водных растворах NaNOg с добавкой NaF и Na l при обработке хромистых и нержавеющих сталей рекомендуются растворы КВг [211]. [c.41] Влиянию гидродинамических факторов на производительность ЭХО посвящены многочисленные работы [32, 40, 161]. Увеличение скоростей электролита приводит к уменьшению возможности пассивирования анода, увеличению области активированного его растворения и снижению энергозатрат из-за интенсификации удаления продуктов реакции. В работах [30, 127] делается вывод о преимуществах турбулентного режима процесса, значительно уменьшающего диффузионные ограничения. Однако увеличение скорости электролита, начиная с определенной критической величины (тем меньшей, чем больше величина зазора), вызывает снижение плотности тока и увеличение энергозатрат, по-видимому, из-за повышения омического сопротивления при развитой турбулентности потока электролита [115]. [c.41] При увеличении скорости хлоридного электролита до 12 м/с и более наблюдается прекращение роста выхода по току. На примере стали 40Х отмечается наличие для каждого зазора оптимальной скорости электролита, при которой выход по току является максимальным [207]. [c.41] Увеличение концентрации электролита, способствуя росту электропроводности и активирующих свойств, в то же время повышает его вязкость и в ряде случаев (для растворов галогенидов) коррозионную активность насыщенные электролиты увеличивают вероятность коротких замыканий [89]. Указанные причины обусловливают применение оптимальных концентраций в зависимости от вида обрабатываемого материала. Например, для легированных сталей рекомендуется 10—15%-ные растворы Na l как обеспечивающие наибольший выход по току [65]. Уменьшение концентрации сульфатного электролита интенсифицирует процесс ЭХО [19]. [c.42] В зависимости от свойств растворяемого металла влияние водородного показателя (pH) раствора на выход по току может заметно отличаться [77, 148, 207]. При ЭХО сталей подкисление электролитов обычно облегчает растворение вследствие меньшей стойкости окислов металла в кислой среде [91]. Увеличение в ходе ЭХО щелочности электролита, уменьшая активирующие свойства СГ-анионов, сопровождается снижением выхода по току. Во избежание этого рекомендуется периодическое подкисление электролита либо применение буферирующих добавок. [c.42] Производительность ЭХО существенно зависит от величины межэлектродного зазора. Наблюдается некоторое возрастание выхода по току с уменьшением межэлектродного зазора от 1,0 до 0,2 мм при ЭХО ряда материалов [127]. [c.42] Производительность ЭХО сталей определяется совокупностью параметров процесса, однако доминирующее влияние оказывают плотность тока и состав электролита. Зависимость производительности от плотности тока близка к линейной, причем наклон экспериментальных кривых, определяемый активностью электролита, различается весьма существенно (рис. 9, а). [c.42] В нитратном и особенно хлоратном электролитах отмечается резкое возрастание х с увеличением плотности тока (в нижнем ее интервале) с последующей его стабилизацией при больших величинах /. Для сульфатного электролита выход по току весьма незначителен (менее 10%) и повышается с повышением плотности тока. Для нитрит-ного электролита, обладающего малой активностью и увеличенной пассивирующей способностью к сталям,характерны более высокие значения т] (до 55%), снижающиеся при возрастании плотности тока. [c.43] Производительность ЭХО рассматриваемых сталей примерно одинакова, что проявляется как в достаточном совпадении значений 6 и значений т), так и в аналогии закономерностей их изменения. Термическая обработка (нормализация и закалка с высоким отпуском) несколько изменяет показатели обрабатываемости сталей, причем характер отличий зависит от условий ЭХО. В хлоридном и бромидном электролитах производительность после нормализации несколько выше производительности, полученной на закаленных образцах. В кислородсодержащих электролитах зависимость производительности от вида термической обработки сложнее. Если при пониженных плотностях тока в растворах NaNOg, Na lOg и NagSO отмечается, как правило, некоторое снижение производительности для закаленных сталей, то при повышенных плотностях тока закономерность в основном противоположная. В нитритном электролите закаленные стали во всех случаях обрабатываются с несколько более высокой производительностью, чем нормализованные. [c.44] Характер зависимостей выхода по току от концентрации, температуры и скорости электролита в межэлектродном зазоре существенно отличается для различных электролитов. В хлоридном электролите выход по току практически не зависит от концентрации Na l (рис. 10), что объясняется высокой активирующей способностью СГ-ионов уже при относительно малом содержании их в растворе (5%). В хлоратном и нитратном электролитах значительно (особенно при меньших плотностях тока) увеличивается выход по току с повышением концентрации электролита от 5 до 25%, что вызвано меньшей активностью к железу кислородсодержащих анионов С10Г и NOr. При этом в нижнем интервале концентраций прирост т] выше. [c.44] Влияние изменения скорости электролита от 10 до 70 м/с на величину выхода по току в растворе Na l противоположно по сравнению с Na lOg и NaNO (рис. 12). В хлоридном электролите с уменьшением скорости до 10 м/с т] снижается незначительно при малой плотности тока и более заметно при высокой. Дальнейшее уменьшение скорости потока ускоряет снижение выхода по току, и при W =s 2 м/с процесс из-за диффузионных ограничений, резко облегчающих пассивирование металла, практически прекращается. В хлоратном и нитратном электролитах снижение скорости электролита до 10 м/с сопровождается некоторым повышением выхода по току. [c.45] В настояш,ее время подтверждена зависимость шероховатости от химического и фазового состава, структуры обрабатываемого материала [33, 127, 225]. Микрорельеф поверхности при ЭХО сталей различных марок изменяется в широком диапазоне. Уменьшение шероховатости железоуглеродистых сплавов наблюдается при наличии в них N1, Сг, Т1 и Мо [141 ]. Согласно исследованиям с увеличением содержания С в углеродистых сталях шероховатость поверхности возрастает, достигая максимума при ЭХО эвтектоидных сталей. Термическая обработка сталей может изменить шероховатость поверхности после ЭХО наименьшая шероховатость достигается при обработке мартенситных сталей (углеродистых и хромистых) со структурой троостита и сорбита, а при обработке аустенитных сталей —со структурой аустенита. Для отожженных углеродистых сталей минимальной шероховатости соответствует структура феррита, максимальной — перлита вторичный цементит в заэвтектоидной стали уменьшает шероховатость. Наименьшая шероховатость поверхности после ЭХО ряда марок легированной стали отмечена на мартенситных структурах по сравнению со структурами отжига. Крупнозернистые структуры способствуют увеличению шероховатости поверхности при ЭХО. Обнаружена зависимость микрорельефа от субмикроструктуры пластически деформированной стали [127]. [c.46] Закономерности изменения шероховатости от плотности тока исследовались неоднократно преобладает мнение об уменьшении шероховатости с повышением плотности тока. Снижение шероховатости с повышением плотности тока установлено для легированных сталей N1, Мо, V, N6, а также для углеродистых сталей [33]. Эта закономерность объясняется уменьшением избирательности растворения составляющих сплава с ростом плотности тока [47, 207]. Однако установлены и противоположные закономерности в частности, отмечается увеличение шероховатости поверхности с ростом плотности тока для пластически деформированных, а также закаленных на мартенсит сталей. [c.47] Зависимость шероховатости поверхности от температуры электролита имеет сложный характер. При ЭХО высоколегированных сплавов нагрев вызывает неодинаковую активацию анодного растворения компонентов сплава, что способствует повышению шероховатости. Увеличение шероховатости при ЭХО никелевых сплавов в подогретых электролитах объясняется интенсификацией межкристаллитного растравления. Наряду с этим имеются сведения об иной температурной зависимости шероховатости, например, для легированных сталей [65]. [c.47] При исследовании влияния скорости электролита на шероховатость установлена противоречивость с повышением скорости электролита шероховатость уменьшается, стабилизируясь при скоростях, соответствующих турбулентному режиму [127], тогда как ламинарность потока считают условием наименьшей шероховатости [228]. Для некоторых сталей существует оптимальный интервал скоростей электролита, отвечающий минимальной шероховатости. Но для некоторых легированных сталей при увеличении скорости от 8 до 40 м/с уменьшение шероховатости не превышает Л5%, дальнейшее увеличение скорости электролита не влияет на шероховатость. К числу факторов, от которых зависит шероховатость при ЭХО, можно отнести межэлектродный зазор [65, 127 ], величину pH, форму тока [207 ] и степень зашламленности электролита [77]. [c.47] Для среднеуглеродистых легированных сталей из всей совокупности технологических факторов размерной ЭХО наибольшее влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывают плотность тока, тип электролита и структура сталей (рис. 14 и 15). [c.47] Вернуться к основной статье