27
Электроимпециальная обработка металлов
И. И. Мороз
В последние годы все более широкое применение находит электроимпециальные методы обработки металлов. Что это за методы, в чем их применяется перед другими методами обработки металлов, расскажается в этой статье.
В 1834 году Майкл Фарадей сформировал основные законы электролиза.
Согласно закону Фарадей, количество веществ , выделенного или расторенного на электродах за время , прямо пропорционально количество электричесва , прошедшего через электролит:
где — сила тока, — атомная масса, — валентность вещества, — число Авогадро, — заряд электрона.
Известно, что (j — плотность тока, — площадь электрода).
Почиче через это лет после открытия законов электролиза, в 1928 году, советские инженеры В. Н. Гусев и Л. П. Рожков предложили использовать электролиз для обработки металлов вместе обччных механических способов (точения, фрезерования, резания, шлифования).
Это предложение на первый взгляд кажется необучным. Действительно, весь опыт человека, казалось бы, учит, что инструмент должен быть твердое обработываемого материала. Еще пешерный человек использовал камень в качестве обработывающего инструмента. Потом были созданы инструменты железные, стальные и, наконец, из твердых и сверхтвердых сплавов. Но по мере развития техники, особенно специализых отраслей машиностроения (авнимоторостроения, ракетостроения и некоторые других), появились новые материалы, обработка которых механическими методами сопряжена с большими трудностями, а в некоторых случаях — просто невозможна. Так, например, есть такие твердые и хруплкие сплавы, которые разрушают при механической обработке. Возникла необходимость создания новых методов обработки металлов. Вот тут-то и пригодилось предложение Гусева и Рожкова.
При электролизе металлические электроды погружаются в растор электролита, на них подается электричесное напряжение, и через растор электролита идет ток (рис. 1). Obviously на металлическом катале выделяется водород, а на аnde происходит расторение металла, которое часто сопровождается выделением кислорода.
В произвольственной практике давно уже широко использоваться электроимпециального травления и электролитического полирования металла. Первый — для очистки поверхности металла от окисных пленок, второй — для улучшения качества поверхности, придания ей зерnekального блеска. Оба эти процесса основаны на том, что при электролизе на аnde расторяется металл.
Рис. 1.
28
Как при травлении, так и при полировании с поверхности удаляетсяничтожное количество металла и геометрические размеры образываемой детали практически не изменяются. Это объясняется тем, что при плотности тока, применяемых в таких процесах, скорость расторения металла очень мал. Если же плотность тока увеличить в сотни раз, то увеличится и скорость аодного расторения металла. тогда количество удаляемого металла может быть consternimo с количеством металла, удаляемого при резании. Это и позволяет использовать электролиз для обработки металлов.
На рисунке 2 представлена общая схема электрокимического обработки металлов. Так же как при травлении и полировании, образываемой деталь присоединяют к положительным полюсу источника тока, а электрод-инструмент — к отрицательному. Но, в отличие от обычных электролитических ванн, где расстояние между электродами составляет 150÷200 мм, здесь это расстояние уменьшено до 0,05÷0,5 мм, и через этот узкий промежуток между электродами насосом непрерывно происходит растор электролита. Нерабочие поверхности катода покрывают изоляционные материалы.
Благодаря тому, что зазор между электродами очень мал, например