Особенности, закономерности, конструкторские и технологические решения электрохимической размерной обработки сложнопрофильных изделий

• Автор: Кирсанов, Самсон Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 339 с. : ил

Введение
1. Анализ состояния вопроса анодного растворения магнитных сплавов и улучшения технологических показателей при их электрохимической обработке

1.1 Влияние состава электролита на обрабатываемость компонентов магнитных сплавов

1.2 Шероховатость и точность при ЭХО компонентов магнитных сплавов

1.3 Задача исследования анодного растворения магнитных сплавов и цель работы по улучшению технологических показателей при их электрохимической обработке

2. Методика исследований и экспериментальное оборудование

2.1 Экспериме1гтальная установка и методика исследований

2.2 Электрохимическая прошивка и резка ЛПМ

2.3 ЭХО с неподвижными электродами

2.4 Определение температуры в МЭЗ

2.5 Определение электропроводности электролита

2.6 Выбор электролита для электрохимической обработки ЛПМ
3. Изучение закономерностей электрохимической обработки ЛИМ
3.1 Влияние плотности тока
3.2 Влияние температу ры электролита
3.3 Влияние намагниченности сплавов на качество их ЭХО
3.4 Влияние легирующих присадок в сплаве ЮНД
3.5 Распределение температуры в МЭЗ при ЭХО металлов с переменной скоростью течения электролита
3.6 Влияние компонентного состава сплава на распределение температуры в МЭЗ при ЭХО
3.7 Распределение электропроводности в МЭЗ при ЭХО с переменной скоростью течения электролита
4. Исследование и разработка технологии электрохимической прошивки отверстий и резки магнитных сплавов
4.1 Электрохимическая резка ЛПМ трубчатым электродинструментом
4.2 Влияние гидродинамики и конструктивных особенностей электродинструмента на
электрохимическое прошивание отверстий в ЛПМ ЮНДК, ЮНД4 и РсСоСт
4.3 Способ бездефектной обработки входного отверстия ЛПМ
4.4 Интенсификация процесса и улучшение качества ЭХО ЛПМ
4.5 Обработка в абразивонесушем электролите с наложением ультразвуковых колебаний
4.6 Извлечение ценных металлов из отходов ЭХО ЛПМ
А
5. Анализ состояния вопроса электрохимического маркирования с использованием фотоакгивных и фото управлясмых электродинструментов
5.1 Станки и приспособления для ЭХМ. Типовые операции ЭХМ
5.2 Мелкое цветное маркирование
5.3 Глубокое маркирование
5.4 Изготовление плат печатного монтажа
5.5 Электрохимические методы получения фотографий
Выводы
6. Методика исследований и экспериментальное оборудование
6.1 Схема электрохимической установки для фотоуправляемого ЭХМ
6.2 Система фотоуправления растровым ЭИ
6.3 Влияние длины гидродинамического тракта в плоскопараллельном канале на точность и качество электрохимического маркирования
6.4 Расширение технологических возможностей электрохимического фрезерования растровыми
6.5 Основы технологии для реализации способа ЭХРО с использованием сканирования фотоуиравляемого растрового ЭИ
6.6 Методика изготовления и исследований фотоак
тивных монокристалличсских кремниевых ЭИ
6.7 Технология изготовления и конструкция фагоактивного ЭИ на основе структуры
7. Исследования технологических возможностей и применение фотоуправляемых растровых ЭИ. Изготовление и исследование технологических возможностей фотоакивных ЭИ
7.1 ЭХМ и изготовление фирменных табличек и бирок
7.2 Фотоэлскгрохимичсская обработка гальванокопий
7.3 О возможности стабилизации скорости анодного съема металла вдоль длины гидродинамического
тракта
7.4 Сканирующий фогоуправлясмый растровый ЭИ
7.5 Способ изготовления плат печатного монтажа
7.6 Методика определения скорости сканирования
7.7 Выбор полупроводникового материала для изготовления фогоакгивного ЭИ
7.8 Методика определения толщины свстопроводящею покрытия
7.9 Исследования технологических возможностей фотоактивных монокристалличсских кремниевых ЭИ для целей ЭХРО
7. Способ электрохимической обработки с использованием фотоакгивного ЭИ
7. Определение разрешающей способности фотоактивногоЭИ
7. Метод получения фотографического изображения с использованием фотоактивного ЭИ
7. Изучение структуры БпСУОЯ электролит для целей фотоэлектрохимической размерной обработки
8. Анализ состояния вопроса селективного электроосаждения и электрохимического формообразования сложнопрофильных изделий
8.1 Электрохимическое формообразование сложнопрофильных деталей с применением нестационарных режимов питания
8.2 Электрохимическое формообразование сложнопрофильных деталей с применением нестационарных режимов питания. Особенности процессов СЭ и ЭХРО сложнопрофильных изделий
8.3 Технологические показатели процессов СЭ и ЭХФО
8.4 Управление процессами СЭ и ЭХФО
8.5 Критерии выбора электролита при СЭ
8.6 Анализ существующих методов и систем управления процессами СЭ и ЭХФО сложнопрофильных изделий
8.7 Возможность использования пьезоэдемента для контроля процессами ЭХРО
9. Модель работы установки СЭ и ЭХФО сложнопрофильных изделий. Экспериментальные методы исследования параметров СЭ и ЭХФО
9.1 Выбор адекватной модели ЭХЯ с использованием ПП для СЭ и ЭХРО
9.2 Определение параметров нелинейной модели ЭХЯ
9.3 Модель ПП в задаче измерения параметров СЭ и
9.4 Определение удельной электропроводности ЭХЯ при электрохимической обработки стали Х2Н4А
9.5 Определение удельной электропроводности ЭХЯ
при электроосаждении никеля
9.6 Определение механических характеристик привода ЭИ
.Результаты экспериментальных исследований
.1 Результаты измерений удельной электропроводности ЭХЯ при электрохимической обработке
стали Х2Н4А
.2 Результаты измерений удельной электропроводности ЭХЯ при элекгроосаждении никеля
Выводы
Общие выводы
Литература


Процесс анодного раст ворения, выход металла по току в зависимости от плотности тока и качество обработанной поверхности в первую очередь зависят от природы как растворяемого металла, гак и состава электролита. Выбору электролитов для ЭХО металлов и сплавов посвящен ряд работ , , , . Волков, Монина и Морозов предла1ают 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 Уе , Со, Уо М в растворах ЛгаШ1,ЛГаШ2 и ЫагЮ несмотря на то, что электрохимические свойства кобальта значительно отличаются от электрохимических свойств железа и никеля, подчиняется тем же закономерностям, кото
рые 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 некоторой 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 микроструктурой их. Состав электролита должен учитывать химические и электрохимические свойства компонентов обрабатываемых сплавов, концентрации компонентов, тип связи между компонентами, структуру сплава и обеспечивать высокую производительность при сравнительно малой энергоемкости. Для достижения высокой производительности удельная электропроводность электролита должна быть максимальной. Продукты анодного растворения не должны препятствовать дальнейшему ходу обработки, а металлы, входящие в их состав осаждаться на катоде. Вещества, входящие в состав электролитов, должны быть дешевы, доступны, нетоксичны и не вызывать сильной коррозии оборудования. Из приведенного анатиза анодного поведения некоторых металлов и сплавов при ЭХО следует, что нет определенной закономерности, по которой можно было бы однозначно произвести оптимальный подбор электролитов в целях повышения производительности и качества анодной обработки. ЭХО, в решении данной проблемы пока преобладает эмпирический подход. Из немногочисленных данных , , следует, что в основном ЛИМ обрабатываются в электролитах на основе ЫаС1 и ЛаМ,. Имеются данные по использованию более сложных по составу электролитов при электрохимическом шлифовании ЛПМ . Но, как показали наши исследования, использование электролитов МаС1 и МаИОг при электрохимической прошивке и резке ЛПМ приводит при большой производительности процесса в А1аС1 к многочисленный дефектам црижоги, возникновение отверстий бутылочной формы, шероховатость входного отверстия ниже 4 кл. М3. Использование электролитов, предложенных в авторских свидетельствах , при прошивке и резке ЛПМ также не дало удовлетворительного результата возникала конусность, наблюдался неравномерный съм металла но поверхности анода. Следовательно, одним из важных условий ЭХО ЛПМ является подбор электролита, который бы обеспечивал при максимальной производительности хорошее качество обработанной поверхности. 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 .