ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 658-562

ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Д. В. Шарапова Научный руководитель - А.В. Сутягин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

В электролитно-плазменной полировке особое значение играет температура, которая может находиться в диапазоне от 70-95°C. Эту величину необходимо корректировать в процессе полировки, чтобы получить необходимые значения шероховатости.

Ключевые слова: электролитно-плазменная полировка, температура, парогазовая оболочка, шероховатость

DEPENDENCE OF ELECTROLYTIC-PLASMA POLISHING ON TEMPERATURE

D. V. Sharapova Scientific supervisor - A.V. Sutyagin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

In electrolytic-plasma polishing, the temperature is of particular importance, which can range from 70-95°C. This value must be corrected during the polishing process in order to obtain the required roughness values.

Keywords: electrolytic-plasma polishing, temperature, vapor-gas shell, roughness

В настоящее время для полирования токопроводящих материалов активно развивается метод электролитно-плазменного полирования. Электролитно-плазменная полировка позволяет убрать с поверхности детали микронеровности, и достичь шероховатости поверхности заданной в конструкторской документации. Важным в электролитно-плазменная обработке является образование стабильной парогазовой оболочки для сглаживания микронеровностей на обрабатываемой детали. Для того, чтобы добиться стабильной парогазовой оболочки и тем самым высокого качества поверхности изделия необходимо поддерживать в определенном диапазоне температуру электролита. На данный момент электролитно-плазменную полировку проводят при напряжении 250-300 В и температуре электролита 70-95 °С в течение 5 минут [1]. Столь высокая температура электролита необходима для поддержания стабильности парогазовой оболочки, но это значение необходимо корректировать и поддерживать в определенном значении в процессе полировки электролитно-плазменным методом, поскольку необходимо понять в каких значениях полирование детали будет проходить весьма эффективно.

Для поддержания стабильной парогазовой оболочки были проведены исследования [2], где деталь необходимо предварительно нагреть путем погружения в емкость с электролитом содержащем от 4 до 6% гидроксиламина солянокислого и от 0,7 до 0,8%

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

фтористого натрия., который нагрет до 80-90 °С, на 1-2 минуты, без подачи напряжения на деталь. После нагрева деталь достают и прикладывают к ней положительный электрический потенциал от 250 до 350 В, а к электролиту - отрицательный, затем деталь погружают в емкость с тем же электролитом при поддерживаемой температуре от 80°С до 90°С, в результате чего достигают возникновения разряда между обрабатываемой деталью и электролитом, при этом вокруг детали образуется парогазовая оболочка и происходит полирование при температуре электролита от 80°С до 90°С в течение 0,8-2,5 мин. Это происходит благодаря тому, что при включении напряжения происходит переходный процесс, при котором благодаря предварительно нагретой детали выход на установившийся режим происходит быстрее и без резких колебаний тока, что представлено на табл. 1.

Таблица 1

Результаты экспериментов_

8=42 см:2 Время обработки, мин Качки тока Шероховатость, мкм Затраты энергии

Без подогрева 4 До 35 А 0,14-0,4 270 В

детали

С подогревом 3 До 15 А 0,15-0,35 150 Вт

детали, 1 мин.

8=20 см:2 Время обработки, мин Качки тока Шероховатость, мкм Затраты энергии

Без подогрева 4 До 35 А 0,2-0,22 245 Вт

детали

С подогревом 3 До 15 А 0,2-0,25 130 Вт

детали, 1 мин.

Из таблицы видно, что на деталях с предварительным подогревом для достижения необходимой шероховатости уменьшается время обработки ~ на 25% и уменьшается расход энергии ~ на 45%, но шероховатость все еще остается высокой, поскольку температура варьируется от 80 до 90 °С.

Были проведены исследования, где вывели формулу, с помощью которой возможно определить какую температуру необходимо поддерживать для образования стабильной парогазовой оболочки, но для этого необходимо знать концентрацию фтор-ионов в электролите:

Т(°С)=(-222,4) • К(Б -)+122,0. (1)

где Т - температура электролита, °С, К(Б -) - концентрация фтор-ионов, моль/л, (-222,4) и 122,0 - эмпирические коэффициенты.

В процессе полирования поддерживают рассчитанную температуру Т ± 2,5°С и концентрацию фтор-ионов К (Б-)± 0,02 моль/л, путём охлаждения электролита и к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 270 В до 290 В. Деталь погружают в электролит на основе водного раствора соли плавиковой кислоты с концентрацией фтор-ионов от 0,12 моль/л до 0,23 моль/л. В качестве соли используют фторид аммония или фторид натрия [3]. На рис. 1 представлены результаты экспериментов.

Рис. 1. Результаты экспериментов

По диаграмме видно, что поддерживая в процессе полирования рассчитанную температуру, повышается стабильность образования парогазовой оболочки, поскольку средние значения шероховатости поверхности - Ra 0,04-0,02 мкм. Меньший разброс значений шероховатости полированной поверхности, обработанной по предлагаемому способу, указывает на повышение надёжности процесса обработки.

В электролитно-плазменной полировке особое значение играет температура, поскольку чем меньший разброс показателей температуры, тем стабильнее парогазовая оболочка, что необходимо для получения необходимых значений шероховатости.

Библиографические ссылки

1. Электролитно-плазменное полирование металлов [Электронный ресурс]. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/41727/EHlektrolitno-plazmennoe_polirovanie_ titanovyh_i_niobievyh_splavov.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения: 04.02.2022)

2. Патент № 2725441 Российская Федерация, МПК С25Б 3/16 (2006.1). Способ электролитно-плазменного полирования деталей : № 2019125396 : заявл. 09.08.19; опубл. 02.07.20 / Ерочкин Г.М., Ерочкин М.П., Афанасов С.А., Тугов С.Н., Козулин С.В., Герасимова Л. А., Плешкун В.В. : - Текст: непосредственный.

3. Патент № 2706263 Российская Федерация, МПК С25Б 3/16 (2006.1). Способ электролитно-плазменного полирования изделий из титановых и железохромоникелевых сплавов : № 2019101785 : заявл. 23.01.19; опубл. 15.11.19 / Смыслов А. М., Таминдаров Д. Р., Мингажев А. Д., Плотников Н. В., Кутушева Л. Р. : ил. - Текст: непосредственный.

© Шарапова Д.В., 2022