Способ электрохимической обработки титановых сплавов
Способ может быть использован при размерной электрохимической обработке импульсным током легкопассивирующихся сплавов, преимущественно титановых. В паузах между активирующими импульсами микросекундного диапазона подают дополнительное регулируемое меньшее напряжение. Частоту активирующих импульсов напряжения увеличивают до прекращения образования дефектов на участках обрабатываемой поверхности, находящихся под действием токов рассеяния. Величину дополнительного напряжения устанавливают из условия создания на обрабатываемой поверхности защитной оксидной пленки. Задают длительность пакетов активирующих импульсов и длительность паузы между ними. Импульс наибольшей плотности тока в пакете при использовании колеблющегося электрода синхронизируют с моментом максимального сближения электродов. Способ позволяет повысить точность обработки и качество поверхности титановых сплавов за счет высокой локализации анодного растворения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области прецизионной электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов импульсным током и может быть использовано для получения сложно фасонных поверхностей деталей машин с высокой производительностью, точностью и качеством обработки, в частности при размерной электрохимической обработке деталей из легкопассивирующихся материалов, например из титановых сплавов, на поверхности которых при электрохимической размерной обработке образуется прочная пассивирующая токонепроводящая оксидная пленка.
Известен способ электрохимической размерной обработки в потоке электролита легкопассивирующихся металлов импульсным током, когда в паузах между импульсами тока на межэлектродный промежуток (МЭП) подают ток, плотность которого минимально необходима для поддержания процесса анодного растворения (А.С. СССР 450687, М.Кл4 В 23 Н 3/02, 1975). Недостатком известного способа является низкая точность и качество обработки в результате образования питтингов и точечных растравов на поверхностях, не подлежащих обработке. Известен способ электрохимической обработки титановых сплавов в потоке электролита с использованием импульсного технологического напряжения, когда после обработки на частоте от 50 до 150 Гц ведут дополнительную обработку детали при импульсном технологическом напряжении частотой на порядок большей и скважностью менее 2 (А.С. СССР 655494, М.Кл.4 В 23 Н 3/02, 1979 г.). Недостатком данного способа является то, что при обработке на низких частотах импульсов технологического напряжения также возникают дефекты типа питтингов и точечных растравов на поверхностях, не подлежащих обработке. Увеличение частоты в конце обработки до 1...2 кГц не полностью исправляет дефеты от предыдущей обработки. Известен также способ размерной электрохимической обработки легкопассивируемых металлов импульсным током с подачей на МЭП в паузах между рабочими импульсами дополнительного тока, когда дополнительный ток в паузах между рабочими импульсами подают посредством наложения на МЭП униполярного переменного высокочастотного напряжения величиной, меньше потенциала анодного растворения детали, но достаточной для электрохимического растворения пассивирующей пленки и продуктов реакции, причем частоту напряжения выбирают на один-два порядка выше частоты следования рабочих импульсов (А.С. СССР 621520, М.Кл4. В 23 Н 3/02,1978). Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает существенного повышения точности и качества ЭХО титановых сплавов, так как подача достаточно длинных рабочих импульсов (5 мс) на больших межэлектродных зазорах (МЭЗ) порядка 0,15 и более приводит к размыву боковой поверхности обрабатываемой полости при осуществлении электрохимической обработки, при этом образуются также дефекты типа питтингов и точечных растравов на поверхности обрабатываемой заготовке. Известен способ электрохимической обработки титановых сплавов с использованием активирующих импульсов с амплитудой напряжения 18 В и длительностью около 20 мс и длительностью паузы между активирующими около 25 мс, при этом напряжение постоянного тока между активирующими импульсами берут 4 В (Давыдов А. Д., Клепиков Р.П., Мороз И.И. Электрохимическая обработка титановых сплавов с применением анодных активирующих импульсов. Электронная обработка материалов. 1980, 6, с. 8-10). Это техническое решение, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому эффекту, принято нами в качестве прототипа. Недостатком данного способа, как и всех предыдущих, является то, что он не обеспечивает достаточного повышения точности и качества электрохимической обработки титановых сплавов, так как подача относительно длинных активирующих импульсов (20 мс) на больших МЭЗ (0,1-0,2 мм) приводит к размыву боковой поверхности обрабатываемой полости, при этом образуются также дефекты типа питтингов и точечных растравов на участках обрабатываемой поверхности, находящихся под действием токов рассеяния. Кроме того, использование длинных активирующих импульсов с относительно малой частотой не позволяет возобновлять процесс анодного растворения обрабатываемой поверхности после коротких замыканий, вследствие образования на обрабатываемой поверхности участков с измененными поверхностными слоями, обладающими сильными пассивными свойствами. Разработанный способ обработки титановых сплавов с активирующими анодными импульсами предлагается для проведения доводочных операций электрохимической размерной обработки. Однако достигаемая при этом шероховатость поверхности соответствует только

Формула изобретения
1. Способ электрохимической обработки титановых сплавов с применением анодных активирующих импульсов и подачей в паузах между активирующими импульсами дополнительного регулируемого меньшего напряжения, отличающийся тем, что анодное растворение производят только активирующими импульсами микросекундного диапазона, причем частоту активирующих импульсов напряжения увеличивают до тех пор, пока не прекратится образование дефектов типа питтингов и точечных растравов на участках обрабатываемой поверхности, находящихся под действием токов рассеяния. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину дополнительного напряжения устанавливают, исходя из условий создания на обрабатываемой поверхности защитной оксидной пленки, растворимой активирующими импульсами в первую очередь только на тех участках поверхности, которые наиболее близко расположены к поверхности электрода-инструмента. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что активирующие импульсы подают пакетами, причем длительность пакетов устанавливают, исходя из условий недопущения снижения величины амплитудной плотности тока активирующих импульсов ниже средней плотности тока пакета в целом, а длительность паузы между пакетами устанавливают минимальной, исходя из условия поддержания средней плотности тока в следующем пакете импульсов не меньше, чем средняя плотность тока в предыдущем пакете. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в условиях применения колеблющегося электрода импульс наибольшей плотности тока в пакете синхронизируют с моментом максимального сближения электродов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 15.12.2006
Извещение опубликовано: 10.01.2008 БИ: 01/2008