Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей
Date
2019Publisher
Another Title
Use of Pulsed Modes in Electrochemical Polishing of Corrosion-Resistant Steels
Bibliographic entry
Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей = Use of Pulsed Modes in Electrochemical Polishing of Corrosion-Resistant Steels / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. – 2019. – № 3. – С. 200-208.
Abstract
Электрохимическое полирование (ЭХП) поверхности металлов и сплавов в настоящее время является одним из наиболее прогрессивных технологических процессов повышения качества поверхности, несмотря на то, что используется в промышленности на протяжении многих десятилетий. В основном это связано с рядом существенных преимуществ процесса по сравнению с механическим полированием с применением свободного или связанного абразива. Однако ЭХП в его классическом виде имеет ряд существенных недостатков. Один из них – зависимость режимов обработки и составов электролита от обрабатываемого материала. Кроме того, для ЭХП применяются агрессивные дорогостоящие электролиты, требующие специальных технологий по утилизации. Электролиты при ЭХП часто разогреваются до температуры 60–90 °С. Обработка при таких температурах наносит значительный вред окружающей среде и производственному персоналу. Для устранения существующих недостатков процесса ЭХП и расширения его технологических возможностей предложен способ обработки с применением импульсных униполярных и биполярных режимов. В результате разработаны принципиально новые процессы импульсного ЭХП с длительностью импульсов 0,05–20,00 мс, обеспечивающие по сравнению традиционной обработкой на постоянном токе снижение энергетических затрат на процесс и высокую эффективность полирования, при котором скорость сглаживания микронеровностей обрабатываемой поверхности, отнесенная к общему съему металла, значительно возрастает. Применение импульсных режимов по сравнению с традиционным ЭХП позволяет выполнять обработку в универсальных электролитах простых составов на основе серной и ортофосфорной кислот без добавления хромового ангидрида. Применение разработанных импульсных режимов, которые при малом съеме металла обеспечивают существенное изменение шероховатости поверхности, наиболее целесообразно при ЭХП точных деталей, изделий или деталей малого сечения и жесткости, например, медицинских изделий для малоинвазивной хирургии, деталей точного машиностроения и др. В статье приводятся результаты исследования влияния импульсных униполярных и биполярных режимов ЭХП на качество поверхности образцов из коррозионностойкой стали, а также сравнительный анализ эффективности использования импульсных режимов ЭХП вместо постоянного тока. Установлены технологические параметры ЭХП с применением импульсных режимов, обеспечивающие наиболее качественное полирование поверхности с высокой эффективностью сглаживания микронеровностей и низкими энергозатратами.
Abstract in another language
Electrochemical polishing (ECP) of metal and alloy surface is currently one of the most advanced technological processes to improve quality of the surface, despite the fact that it has been used in industry for many decades. This is mainly due to a number of significant advantages of the process compared to mechanical polishing using free or bonded abrasive. However, the ECP in its classical form has a number of significant drawbacks. One of them is a dependence of treatment modes and electrolyte compositions on the processed material. In addition, aggressive expensive electrolytes that require special technologies for disposal are used for ECP. Electrolytes in ECP often require heating to a temperature of 60–90 °C. Processing at such temperatures causes significant harm to the environment and production personnel. To eliminate the existing disadvantages of the ECP and expand its technological capabilities, a processing method with application of pulsed unipolar and bipolar modes has been proposed. As a result, fundamentally new processes of pulse ECP with a pulse duration of 0.05–20.00 ms have been developed. They provide a reduction of energy costs for the process and high efficiency of polishing in comparison with traditional DC polishing. The rate of smoothing microroughness of the treated surface related to the total metal removal is significantly increased. The use of pulse modes in comparison with traditional ECP allows processing in universal electrolytes of simple compositions based on sulfuric and orthophosphoric acids without addition of chromium anhydride. Application of the developed pulse modes, which will provide at low metal removal a significant change in surface roughness, is the most appropriate for the ECP of precise parts, products or parts of small cross-section and rigidity, such as medical devices for minimally invasive surgery, precision engineering parts, etc. The paper presents results of a study for influence of pulsed unipolar and bipolar ECP modes on the surface quality of stainless steel specimens, as well as a comparative analysis of the efficiency of using pulsed ECP modes instead of DC polishing. The technological parameters of ECP using pulsed modes, providing the highest quality surface polishing with high efficiency of microroughness smoothing and low energy consumption have been established in the paper.
View/ Open
Collections
- № 3[10]