Введение ........................................................ 7
Глава 1. Способы обработки поверхности металлических
изделий ........................................................ 11
1.1 Механические способы ...................................... 11
1.2 Химические способы ........................................ 13
1.3 Электрохимическая полировка ............................... 15
1.4 Электролитно-плазменная обработка ......................... 17
Глава 2. Физико-химические процессы и явления при
электролитно-плазменной обработке .............................. 19
2.1 Режимы анодного процесса при прохождении электрического
тока через водные растворы электролитов ................... 19
2.1.1 Электролиз ......................................... 21
2.1.2 Коммутационный режим ............................... 21
2.1.3 Электролитно-плазменный режим ...................... 22
2.1.4 Электрогидродинамический режим ..................... 24
2.2 Параметры электрической цепи при наличии пароплазменной
оболочки .................................................. 26
2.2.1 Эквивалентная электрическая схема .................. 27
2.2.2 Сопротивление электролита и приэлектродной
зоны ............................................... 28
2.2.3 Емкость пароплазменной оболочки .................... 32
2.3 Энергия, выделяющаяся в приэлектродной зоне ............... 34
2.4 Влияние свойств электролита на формирование
пароплазменной оболочки ................................... 37
2.4.1 Зависимость свойств электролита от концентрации
раствора ........................................... 37
2.4.2 Влияние температуры электролита и его свойств
на критический тепловой поток при кипении .......... 39
2.4.3 Пороговые значения свойств электролитов,
допустимый интервал концентраций растворов ......... 43
2.5 Температура изделия при электролитно-плазменной
обработке ................................................. 46
2.5.1 Вольт-температурная характеристика ................. 47
2.5.2 Зависимость температуры обрабатываемого изделия
от температуры электролита и скорости его
движения ........................................... 49
2.6 Влияние геометрических размеров анода на параметры
электролитно-плазменной обработки ......................... 52
2.7 Формирование микрорельефа поверхности при электролитно-
плазменной обработке ...................................... 54
2.8 Математическое моделирование процессов электролитно-
плазменной обработки ...................................... 57
2.8.1 Нестационарные модели .............................. 59
2.8.2 Стационарные модели ................................ 67
2.9 Экспериментальное исследование электролитно-плазменной
обработки ................................................. 79
2.9.1 Экспериментальная установка ........................ 79
2.9.2 Методика экспериментального исследования ........... 81
2.9.3 Результаты экспериментов ........................... 82
2.10 Влияние технологических параметров на стабильность
пароплазменной оболочки ................................... 87
2.10.1 Условия существования устойчивой пароплазменной
оболочки ........................................... 87
2.10.2 Технологические рекомендации ....................... 89
Глава 3. Влияние различных факторов на качество обработки
материалов электролитно-плазменным методом ..................... 92
3.1 Состав электролита ........................................ 93
3.2 Напряжение ................................................ 97
3.3 Температура ............................................... 98
3.4 Время обработки ........................................... 99
3.5 Геометрические размеры и форма изделия ................... 100
3.6 Определение номенклатуры материалов и изделий,
подвергающихся электролитно-плазменной обработке ......... 101
Глава 4. Разработка составов электролитов для полировки
металлов и сплавов ............................................ 105
4.1 Влияние свойств электролита на физические процессы
в приэлектродной зоне .................................... 105
4.2 Выбор новых составов электролитов ........................ 106
4.3 Полировка деформируемых алюминиевых сплавов .............. 111
Глава 5. Снижение энергоемкости электролитно-плазменной
обработки ..................................................... 116
5.1 Схема экономичного источника питания со сниженным
расходом электроэнергии .................................. 118
5.2 Установка с новым источником питания ..................... 121
5.3 Результаты полировки при сниженном энергопотреблении ..... 123
5.4 Особенности применения различных электролитов при
полировке на более низких напряжениях .................... 126
5.5 Экранирование изделия .................................... 128
5.6 Подготовка поверхности ................................... 129
5.7 Расчет потребления электроэнергии и сравнительный
анализ энергоемкости при полировке в различных режимах ... 133
5.7.1 Расчет расхода электроэнергии при различных
методах обработки в электролите ................... 134
5.7.2 Оценка энергосбережения при двухстадийном режиме
обработки ......................................... 137
Глава 6. Экономические показатели электролитно-плазменной
обработки металлов и сплавов .................................. 142
6.1 Расчет стоимости электроэнергии при полировке ............ 143
6.2 Расчет расхода электролита и стоимости химических
реактивов ................................................ 143
6.3 Сравнительный анализ стоимости полировки различными
методами ................................................. 146
Глава 7. Практическое применение электролитно-плазменной
обработки ..................................................... 150
7.1 Установки для электролитно-плазменной полировки .......... 150
7.2 Влияние полировки на эксплуатационные свойства изделий ... 152
7.3 Оптимальный режим полировки .............................. 156
7.4 Практические рекомендации ................................ 159
Глава 8. Электролитно-плазменная обработка при струйных
течениях электролита .......................................... 161
8.1 Теоретическое исследование струйной обработки ............ 164
8.1.1 Электродные процессы при струйных течениях
электролита ....................................... 165
8.1.2 Математическое моделирование процессов в
приэлектродной зоне ............................... 167
8.2 Экспериментальное исследование струйной обработки ........ 176
8.2.1 Физические процессы и явления в приэлектродной
зоне при прокачке электролита ..................... 177
8.2.2 Установка для изучения струйной обработки ......... 181
8.2.3 Методика экспериментального исследования .......... 190
8.3 Электролитно-плазменное воздействие при различных
схемах циркуляции электролита ............................ 191
8.3.1 Воздействие затопленной струи ..................... 191
8.3.2 Воздействие свободной струи ....................... 195
8.3.3 Обработка рамп форсунок двигателя автомобиля
ВАЗ ............................................... 197
8.4 Технологические возможности струйной обработки ........... 200
Глава 9. Виды электролитно-плазменной обработки ............... 202
9.1 Обработка монокристаллических кремниевых пластин ......... 202
9.2 Очистка стальных дисков .................................. 205
9.2.1 Исследование параметров электролитно-плазменной
очистки фрикционных дисков из стали 65Г ........... 206
9.2.2 Влияние времени обработки на качество очистки ..... 210
9.2.3 Особенности обработки изделий различной формы
и размеров ........................................ 211
9.2.4 Оптимизация составов электролитов для очистки
дисков ............................................ 212
9.2.5 Особенности конструкции нестандартного
оборудования и оснастки ........................... 215
9.3 Перспективы развития электролитно-плазменной обработки ... 219
Заключение .................................................... 222
Список литературы ............................................. 225
Условные обозначения .......................................... 231
|
