Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 12 ТЕХНОЛОГИЯ химическом составе не менее 92 %). В качестве электролитов – водные 10 %-е растворы хлорида и нитрата натрия. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Поляризационные исследования анодного раство- рения титанового сплава в 10 %-х растворах хлорида и нитрата натрия показали, что плотность тока в ис- пользованных электролитах в исследуемом диапазоне потенциалов (от 0 В до 5 В) равна нулю. Это свиде- тельствует о том, что электрохимического растворения материала не происходит. Повышение температуры электролита в диапазоне от 20 до 70 ºС не оказало су- щественного влияния на электрохимический процесс растворения. Это подтверждает данные о том, что об- разующиеся на титане пленки достаточно прочно соединены с материалом, и повышение реакционной способности анионов электролита за счет сообщения им дополнительной энергии через повышение темпе- ратуры не оказывает на них действия. При введении в зону электрохимического рас- творения титанового сплава ОТ-4 в водном растворе хлорида натрия лазерного излучения с длиной вол- ны 1,06 мкм и плотностью мощности 1,05 10 6 Вт/м 2 процесс электрохимического растворения начинает реализовываться уже при потенциале, близком к 0 В, о чем свидетельствует характер поляризационной кривой (рис. 1). Рост плотности тока во всем диапа- зоне потенциалов указывает на активное электрохи- мическое растворение. Изменение частоты следова- ния импульсов не оказало существенного влияния ни на характер электрохимического растворения, ни на значение достигаемой плотности мощности. Рис. 1. Поляризационная кривая, полученная при помощи потенциодинамического метода для титанового сплава ОТ-4 в 10 %-м водном растворе хлорида натрия при лазерной интенсификации ЭХРО длиной волны 1,06 мкм при плотности мощности 1,05·10 6 Вт/м 2 и частоте следования импульсов 5 кГц Состояние поверхности титана (рис. 2) после лазерно-электрохимической обработки подтвержда- ет активное растворение материала в зоне наложения лазерного излучения. Вне зоны наложения лазерного излучения электрохимического растворения не на- блюдается. Несколько иное электрохимическое поведение ти- танового сплава ОТ-4 видим при его активации в во- дном растворе нитрата натрия. В технологии электро- химической обработки считается, что нитрат натрия не подходит для обработки титановых сплавов ввиду его пассивности. Однако при лазерной активации ЭХРО титанового сплава в водном растворе нитрата натрия после 3 В происходит рост плотности тока с увеличе- нием потенциала, что свидетельствует об активном ха- рактере растворения исследуемого материала (рис. 3, кривая 2 ). Таким образом, можно предположить, что анионам электролита в данных условиях хватает энер- гии, чтобы пробить образующуюся на титановом спла- ве пленку. Изменение частоты следования импульса приводит к увеличению значения плотности тока. Наи- большее значение плотности тока достигается при ча- стоте следования импульсов 10 кГц. Состояние поверхности титанового сплава по- сле лазерной активации ЭХРО также подтверждает активное растворение материала в зоне наложения лазерного излучения. а б Рис. 2. Состояние поверхности титанового сплаваОТ-4 после ЭХРО с наложением лазерного излучения с длиной волны 1,06 мкм в 10 %-м водном растворе хлорида натрия: а – общий вид образца; б – в зоне наложения лазерного излучения