Obrabotka Metallov 2010 No. 3

°£³«¬©¬¡¦½ — щихся нетокопроводящими и, как правило, имеющих хорошее сцепление с обрабатываемым материалом. Лазерная активация процесса включает в себя це- лую гамму механизмов интенсификации процесса, в том числе тепловой и гидродинамический. Данный метод активации процесса был рассмотрен в работах [3,4] и заключается в интенсификации процесса пу- тем введения в рабочую зону между катодом и ано- дом лазерного излучения. Благодаря уникальности лазерного излучения, его монохроматичности и ко- герентности возможна тепловая активация процес- са за счет поглощения электролитом части энергии, а также перемешивание электролита из-за разности температур между столбом жидкости, поглотившим излучение, и остальным объемом электролита. Уни- кальные свойства лазерного излучения обеспечивают реализацию новых механизмов активации процесса ЭХРО, таких как создание проводимости в полупро- водниковых пленках и даже диэлектрических за счет фотоэффекта; разрушение образующихся на анодной поверхности в процессе ЭХРО различного рода пле- нок за счет их теплоразрушения или разрушения хи- мических связей элементов в пленках. Оценка эффективности того или иного механизма активации электрохимического растворения возмож- на на основе сравнения поляризационных кривых, полученных при помощи потенциодинамического метода, устанавливающего зависимость значений плотности тока от потенциала, в различных условиях интенсификации процесса. На рисунке представленыполяризационные кривые для ЭХРО нержавеющей стали 12Х18Н9Т в 10 %-м во- дном растворе хлорида натрия в условиях тепловой, гидравлической интенсификации процесса, а также при лазерной интенсификации процесса длинами волн 1,06 и 0,53 мкм. При тепловой интенсификации процесса электро- химического растворения нагрев электролита осу- ществлялся до 50 °С. Дальнейшее увеличение тем- пературы электролита нецелесообразно, поскольку не приводит к увеличению значений плотности тока, что согласуется с данными работы [1]. Сравнение поляризационных кривых 1 и 2 указыва- ет на тот факт, что увеличение температуры приводит к повышению значений плотности тока во всем исследо- ванном диапазоне потенциалов. При этом на поляриза- ционных кривых 1 , 2 имеются участки активного (плот- ность тока увеличивается с увеличением потенциала) и пассивного (отсутствие или падение плотности тока с увеличением потенциала) растворения обрабатываемо- го материала. Таким образом, добавление дополнитель- ной энергии анионам электролита через повышение его температуры не приводит к полному устранению пас- сивного состояния материала, вызванного, в том числе, и образованием окисных пленок. Поляризационные кривые, полученные при помощи потенциодинамического метода для нержавеющей стали 12Х18Н9Т в 10 %-м водном растворе хлорида: 1 – без интенсификации процесса; 2 – при тепловой интен- сификации процесса; 3 – при гидравлической интенсификации процесса; 4 – при активации процесса лазерным излучением длиной волны 1,06 мкм; 5 – при активации процесса лазерным излучением длиной волны 0,53 мкм Поляризационная кривая 3 соответствует про- цессу анодного растворения нержавеющей стали в условиях реализации гидравлического механизма активации за счет вращения анода с угловой скоро- стью 15 [рад/с] 1/2 . Доказано, что увеличение скоро- сти свыше указанного значения для нержавеющей стали в водном растворе хлорида натрия не приво- дит к дальнейшему росту плотности тока [5]. Сравнительный анализ поляризационных кри- вых 3 и 1 указывает на эффективность использова- ния гидравлического механизма интенсификации процесса электрохимического растворения нержа- веющей стали, о чем свидетельствует смена харак- тера электрохимического растворения материала с пассивного на активный во всем исследуемом диа- пазоне потенциалов. Для экспериментальных исследований анодного поведения в условиях лазерной активации авторами разработана методика и установка для поляризаци- онных исследований [6], результаты которых пред- ставлены кривыми 4 , 5 . Для обеих длин волн сред- няя плотность мощности на входе в электролит со- ставляла 0,64·10 6 Вт/м 2 , частота следования импуль- сов 5 кГц. При указанных параметрах лазерного из- лучения температура электролита у поверхности об- рабатываемого материала при визуальном наблюде- нии не приводит к закипанию электролита, что также подтверждено расчетами согласно [7]. Это обеспечи- вает реализацию электрохимического растворения материала без его «запирания» паровой рубашкой, образующейся у поверхности обрабатываемого ма-