Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 8 ТЕХНОЛОГИЯ Настоящая статья посвящена изучению ме- ханизма формирования отверстий малого диа- метра при ЭХРО. Методика экспериментального исследования Технологические эксперименты по прошивке отверстий с использованием электрохимической размерной обработки проводились на специаль- но разработанной и изготовленной установке, схема которой представлена на рис. 2. Установ- ка обеспечивает ЭХРО как в условиях непод- вижных электродов [23], так и при стабилизации величины МЭП за счет перемещения анодного узла без вращения катода-инструмента. Стаби- лизация может осуществляться как при пери- одическом его перемещении, так и при непре- рывной подаче. Установка оснащена источником технологического тока, системой регистрации рабочего тока, а также пневмосистемой для соз- дания избыточного давления Р для подачи элек- тролита в зону обработки. В качестве материала образца 8 , закрепленного в электроизолирую- щей оправке 7 , использовалась медь марки М1 (ГОСТ 859–2001). Полым катодом-инструмен- том 3 служила медицинская игла с соотношением внутреннего и наружного диаметра 0,26/0,46 мм. Катод-инструмент 3 закреплен в катодном узле 2 , к которому подведена магистраль подачи электролита 4 . Для создания давления магистра- ли использовался шар-баллон, обеспечивающий подачу электролита в зону обработки с давле- нием в диапазоне 0...1,0 МПа. Для электрохи- мической прошивки отверстий применялись 5 %-е водные растворы нейтральных солей NaCl (ГОСТ 4233–77) и KCl (ГОСТ 4234–77) [24]. Для оценки результатов электрохимической обра- ботки использовался измерительный микроскоп Nikon ММ-400. При назначении параметров технологиче- ских режимов электрохимической прошивки малых отверстий руководствовались известны- ми, используемыми на практике решениями. Так, значение технологического напряжения со- ставило 10 В, а при выборе минимальной вели- чины межэлектродного зазора, равной 0,05 мм, исходили из рассмотренных выше ограничений, определяющих гидродинамические условия при движении электролита. Для выявления кинетики формообразования отверстия при ЭХРО резуль- таты оценивали через 4, 20 с и 1 мин после на- чала обработки. Выбор минимальной величины МЭП объяс- няется стремлением к достижению максимально возможной локализации процесса электрохими- ческого растворения. С этих же позиций при вы- боре составов электролитов предпочтение было отдано хлоридным растворам. Так, раствор ней- тральной соли NaCl при ЭХРО меди обладает высоким (98 %) выходом металла по току, его независимостью от концентрации раствора и ра- бочей плотности тока, а также высокой удельной электропроводностью. Результаты и обсуждение Из представленных выше рассуждений о механизме формообразования отверстий при ЭХРО возникает предположение о возможно- сти получения отверстия без образования ха- рактерного выступа в условиях, когда диаметр отверстия в катоде-инструменте сопоставим с величиной МЭП. Однако анализ результатов электрохимического растворения меди в 5 %-м растворе NaCl как на начальной стадии процесса (после 4 с обработки), так и после 20 с не только не подтверждает высказанных предположений Рис. 2. Схема экспериментальной установки для ЭХРО-отверстий: 1 – корпус электрохимической ячейки; 2 – катодный узел; 3 – катод-инструмент; 4 – магистраль подачи электролита; 5 – шар-баллон с электролитом; 6 – анодный узел; 7 – изо- ляционная оправка для образца; 8 – образец-анод; 9 – на- правляющие с механизмом перемещения анодного узла; 10 – основание