Научные основы технологии и конструкторские решения электрохимической размерной обработки конструкционных материалов и литых магнитных сплавов

• Автор: Санников, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 385 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ

1.1 Высокоскоростное анодное растворение металлов и их

сплавов в условиях электрохимической обработки

Электрохгшическое поведение твердых сплавов и их

составляющих в однокомпонентных и

многокомпонентных электролитах

Электрохимическое формообразование магнитных

сплавов в различных по составу электролитах.

Проблема снижения шероховатости и

повышения точности электрохимической обработки магнитных сплавов и конструкционных материалов.
Пути решений
1.5 Способы получения нетканых металлических сеток .
1.5.1 Механическое перфорирование
1.5.2 Электрофизические и химические способы
перфорирования
1.5.3 Электрохимический способ перфорирования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, ОБЩИЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
2.1 Структура, физикомеханические свойства современных
литых постоянных магнитов и химический состав конструкционных материалов .
2.2 Влияние технологии выплавки на свойства магнитных
сплавов
2.3 Экспериментальная установка и общие вопросы методики
исследований при электрохимической размерной обработке
2.3.1 Экспериментальная установка и оборудование
2.3.2 Методические особенности исследования анодной
поляризации и процесса формообразования магнитных сплавав и конструкционных материалов .
2.4 Методы выбора электролита для электрохимической
обработки литых постоянных магнитов.
2.5 Поляризационные измерения в ультразвуковом поле
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ АНОДНОГО ПОВЕДЕНИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКИХ ПЛОТНОСТЯХ ТОКОВ
3.1 Алгоритм исследований.
3.2 Закономерности пассивного и транспассивного
растворения металлов и конструкционных сталей
3.3 Влияние условий электролиза на закономерности перехода
от пассивирования к активированию хромоникелевых сталей и сплавов.
3.4 Закономерности анодного растворения, определяющие
лимитирующие стадии и возрастающую зависимость выхода по току от плотности тока.
3.5 Температурный режим в межэлектродном зазоре при ЭХРО металлов и влияние компонентного состава сплава
на распределение температуры в межэлектродном зазоре
3.6 Распределение электропроводности в рабочей зоне
межэлектродного зазора при ЭХРО металлов
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ
4.1 Анализ состояния вопроса.
4.2 Особенности методик проведения исследований анодного поведения хромистых сталей и сплавов в условиях ЭХРО.
4.3 Оптимизация режимов ЭХРО по критерию обрабатываемости хромистых сталей
. 4.3.1 Выбор основы электролита и исследование анодного
поведения высокоупрочненной стали ХГСН2А
4.3.2 Оптимальный состав электролитов для ЭХРО и
интенсификации обрабатываемости хромистых сталей 4X, 4Х4МФС, ХМ, 1ХНТ
4.4 Общие закономерности анодного растворения хромистых
сталей при высоких плотностях тока
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. РАЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЛИТЫХ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ
5.1 Исследование гидродинамического режима потока электролита в МЭП и конструкторская разработка электродаинструмента для электрохимического прошивания отверстий в ЛПМ. .
5.2 Выбор электролита для электрохимической размерной обработки литых постоянных магнитов.
Конструкторская разработка способа
электрохимического формообразования отверстий в ЛПМ
4 Влияние плотности тока и температуры электролита на
анодное поведение магнитных сплавов
ВЫВОДЫ
Г ЛАВА 6. ТЕХНИЧЕСКИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И
КОНСТРУКТОРСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ МАГНИТНЫХ СПЛАВОВ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ
Научная концепция и рабочая гипотеза.
Моделирование процессов комбинированного
формообразования каналов.
6 Математическое моделирование процесса.
6.3.1 Получение основных модельных дифференциальных
уравнений КОЛМС и их решение
Алгоритм расчета параметров процесса КОЛМС
Исследование влияния УЗП на активность анодного
растворения литых магнитных сплавов.
Технологическое оборудование КОЛМС 2,
6.6.1 Расчет и конструирование инструмента для анодно
абразивной ультразвуковой обработки .
6 7 Извлечение ценных металлов из отходов производства
литых постоянных магнитов
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПЕРФОРИРОВАНИЕ ЛЕНТ
ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
7.1 Влияние электродных процессов и анионного состава электролита на закономерности электрохимического перфорирования
7.2 Формирование шероховатости поверхности и пленкообразования в условиях электрохимического
перфорирования
7.3 Исследование фазового состава поверхностных пленок,
образующихся в процессе электрохимического перфорирования.
7.4 Утилизация продуктов электрохимического
перфорирования
7.4.1 Исследование физикохимических свойств электролита и состава продуктов анодного растворения никеля в условиях ЭХП.
7.4.2 Разработка схемы утилизации никельсодержащих шламов
. 7.4.3 Разработка схемы утилизации железосодержащих шламов
ВЫВОДЫ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


С увеличением теплового эффекта рост потенциала замедляется изза уменьшения электрического сопротивления анодной пленки. Анодное растворение кобальта исследовано в работе . Аг, С3, О при небольшом смещении потенциала в положительную сторону от стационарного значения особенно интересно, что кобальт активируется в растворе ЬгаМ, являющемся сильным пассиватором. В результате этого могут быть достигнуты сравнительно высокие скорости растворения кобальта в названных растворах. Представляет интерес изучить анодное поведение ЛПМ в растворах солей для составляющих магнитных сплавов. Это позволит облегчить выбор оптимального состава электролита для ЭХО ЛПМ. К сожалению, исследованию анодного поведения ЛПМ в растворах солей посвящено лишь несколько работ . В работе рассмотрено влияние анионов 0,СГ,ОН на процесс анодного растворения магнитного сплава ЮНДКБА при высоких плотностях тока. Показано, что нитритионы тормозят анодное растворение сплава, тогда как хлорионы значительно интенсифицируют процесс . Защелачивание электролита, возникающее в ходе электролиза, резко уменьшает выход по току. Со, М, Ре, А1 . Процесс анодного растворения, выход металла по току в зависимости от плотности тока и качество обработанной поверхности в первую очередь зависят от природы как растворяемого металла, так и состава электролита. Выбору электролитов для ЭХО металлов и сплавов посвящен ряд работ , . Волков, Монина и Мороз предлагают производить подбор электролитов, используя анионы с высокой активирующей способностью, образующие хорошо растворимые соединения с продуктами анодного растворения. Для этого анионы электролита должны обладать более высоким положительным стандартным потенциалом, чем потенциалы обрабатываемых металлов. Такой подбор электролита позволяет увеличить производительность ЭХО, но не улучшает качество обрабатываемой поверхности. При обработке сплава с примерно одинаковым содержанием компонентов обычно стремятся к тому, чтобы электролит обеспечивал приблизительно одинаковую скорость растворения всех компонентов сплава. В некоторых случаях процесс анодного растворения сплава в тех или иных растворах электролитов не зависит от процентного содержания компонентов и определяется закономерностями анодного растворения основного компонента сплава. Например, анодное растворение ковара е, Со, Л7 в растворах КаК0,Ма1У и Иа2БОА, несмотря на то, что электрохимические свойства кобальта значительно отличаются от электрохимических свойств железа и никеля, подчиняется тем же закономерностям, которые получены при растворении железа в тех же электролитах . Однако в ряде случаев трудно обеспечить приблизительно одинаковую скорость растворения всех компонентов сплава. Так, было обнаружено, что при некагорой критической концентрации хрома и никеля активирующее действие галоидных ионов на сплав прекращается . Определенное влияние на процесс анодного растворения, кроме химического состава, оказывает и структура сплава. Так, в работе показана связь шероховатости поверхности и производительности ЭХО сталей с их микроструктурой. Проблема снижения шероховатости и повышения точности электрохимической обработки магнитных сплавов и конструкционных материалов. Шероховатость поверхности при ЭХО является важной характеристикой при изготовлении деталей. Она изменяется в широких пределах в зависимости от состава и температуры электролита, плотности тока, химического состава и структуры металла, гидродинамического режима . Образование микронеровностей при ЭХО можно рассматривать как результат возникновения на поверхности металлов микродефектов, вызванных неоднородностью структуры и различием химических и физических свойств металлов. Закономерности, связанные с образованием микронеровностей, в настоящее время изучены недостаточно и требуют дальнейшего теоретического и практического исследования. Поверхности большинства сплавов химически неоднородны, поэтому на таких поверхностях протекают различные электрохимические реакции с различными скоростями, которые обусловливают образование неровностей на электродной поверхности 1. Ууд ,У2 соответственн удельные объмы металла 1й и 2й фаз.