Электрохимическая Обработка Металлов

, группа методов, предназначенных для придания обрабатываемой металлич. Детали определенной формы, заданных размеров или св-в поверхностного слоя. Осуществляется в электролизерах (электролитич. Ваннах, электрохим. Ячейках спец. Станков, установок), где обрабатываемая деталь является либо анодом (анодная обработка), либо катодом (катодная обработка), либо тем и другим попеременно. Осн. Вид катодной Э. О. М.- гальваностегия (см. Гальванотехника). Анодными методами Э. О. М. Являются разл. Виды электрохим. Травления, полирование, формообразование, размерная обработка, оксидирование и др. Во всех анодных процессах происходит либо растворение металла (локализованное в определенных местах или равномерное по всей пов-сти), либо превращение поверхностного слоя металла в оксидный или др.

Слой (см. Анодное растворение). Электрохим. Травление (ЭХТ). Термин объединяет неск. Технологий, основанных на анодном растворении металла. ЭХТ применяют для очистки пов-сти всевозможных деталей, проволоки, лент, труб от разнообразных загрязнений (оксидных, жировых и др.) в качестве предварит. Обработки перед нанесением покрытий, прокаткой и др. ЭХТ для очистки от загрязнений производят в р-рах к-т, обычно содержащих разл. Добавки (напр., ингибитор коррозии), в щелочных р-рах или расплавах при постоянном или переменном токе. ЭХТ подвергают практически любые металлы и сплавы. ЭХТ используют для осуществления т. Наз. Электрохим. Фрезерования с целью получения заданного "рисунка" на пов-сти детали локальным анодным растворением металла.

Места, к-рые не должны подвергаться растворению, покрывают слоем фоторезисторного материала или спец. Трафаретом. Т. Обр. Можно производить обработку деталей типа печатных плат, перфорирование, а также травление в декоративных целях. Анодным травлением удаляют заусенцы и скругляют острые кромки. Важная область использования ЭХТ - развитие пов-сти (увеличение уд. Площади пов-сти). Наиб. Широкое пром. Применение имеет травление алюминиевой фольги в хлоридных р-рах для электролитич. Конденсаторов. Этот процесс позволяет повысить уд. Пов-сть в сотни раз и увеличить уд. Емкость конденсаторов, уменьшить их размеры. Развитие пов-сти методом ЭХТ применяют для улучшения адгезии металла к стеклу или керамике в электронной технике, копировального слоя к печатным формам в полиграфии, усиления сцепления покрытия с металлом при эмалировании металлич.

Изделий и др. Анодным травлением снимают дефектные гальванич. Покрытия с деталей с тем, чтобы возвратить их в произ-во, а также при регенерации металлич. Пластин офсетных биметаллич. Печатных форм. ЭХТ применяют в практич. Металловедении. Широко известно анодное травление металлографич. Шлифов для выявления микроструктуры сплавов. При этом травление проводят в таких условиях, когда достаточно резко проявляется различие скоростей растворения разных по хим. И фазовому составу компонентов сплава. В результате избирательного ЭХТ м. Б. Выявлены границы фаз, сегрегация фосфора в стали, дендритная структура титановых сплавов, сетка трещин в хромовом гальванопокрытии, оценена склонность нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии.

Электрохим. Полирование (ЭХП) заключается в преимущественном анодном растворении выступов на шероховатой пов-сти и приводит к достижению низкой шероховатости (электрохим. Сглаживание) или зеркального блеска пов-сти (глянцевание). Глянцевание улучшает декоративные св-ва изделия, придает пов-сти высокую отражат. Способность. ЭХП и сглаживание пов-сти применяют для повышения эксплуатац. Надежности, долговечности и др. Эксплуатац. Св-в деталей. Положит. Влияние ЭХП на изделие объясняется неск. Причинами. 1) удаление дефектного (деформированного, имеющего трещины, повышенное содержание вредных элементов) поверхностного слоя, образовавшегося при мех., термич., электрич. Обработке изделия. 2) уменьшение шероховатости пов-сти и сглаживание профиля пов-сти.

3) образование тонкой поверхностной оксидной пленки, предохраняющей металл от коррозионного воздействия среды. Анодное растворение в режимах ЭХП тонкого поверхностного слоя металла, загрязненного радиоактивными в-вами,-один из осн. Методов радиохим. Дезактивации оборудования. При ЭХП обычно удаляется слой металла от 2,5 до 80 мкм. Конечная шероховатость пов-сти определяется исходной шероховатостью, продолжительностью ЭХП, условиями проведения процесса (т-ра, плотность тока), составом электролита (р-ры щелочей, солей, но чаще всего смеси к-т). Получению высокого качества ЭХП мешают большие размеры кристаллитных зерен, неравномерная структура, наличие неметаллич. Включений (напр., карбидов), глубокие следы прокатки, ока-линные загрязнения, слишком высокая начальная шероховатость пов-сти.

Анодное формообразование (ЭХФ) используют для изготовления деталей с заданными формой, размерами и качеством пов-сти. При ЭХФ деталь получают в условиях, когда форма катода-инструмента копируется на аноде-заготовке. Процесс проводится в потоке электролита (обычно р-ры солей, напр. NaNO3) при плотностях тока в десятки А/см 2, межэлектродном расстоянии порядка 0,1 мм. По мере растворения анода-заготовки катод с помощью спец. Механизма продвигается в направлении растворения. В отличие от традиционной мех. Обработки, ЭХФ характеризуется отсутствием мех. Контакта между инструментом и деталью, низкими т-рой и давлением в рабочей зоне, отсутствием износа инструмента и заусенцев на обработанной детали. ЭХФ пригодно для обработки легкодеформируемых деталей, хрупких и твердых материалов, обработки в труднодоступных местах.

Электрохим. Растворением с помощью вращающегося дискового электрода или др. Катода-инструмента производят разрезание заготовок из разл. Металлов и сплавов, тонкостенных труб, металлич. Монокристаллов, полупроводниковых материалов. Разновидность Э. О. М.- электролитный нагрев с целью термич. Или хим.-термич. Обработки деталей (нагрев с последующей закалкой в электролите, науглероживание, азотирование поверхностного слоя). Этот вид обработки проводится в таком режиме, когда растворение металла крайне мало, а сильный нагрев происходит при прохождении тока через парогазовый приэлектродный слой, к-рый возникает из-за вскипания электролита около электрода при высоких значениях плотности тока и напряжения. Электрохим. Оксидирование имеет две осн.

Разновидности. Получение барьерных тонких (толщиной до мкм) и пористых толстых (до неск. Сотен мкм) анодных оксидных пленок. Барьерные пленки получают в р-рах электролитов типа Н 3 ВО 3, не растворяющих оксиды, обычно в два этапа. На первом этапе - в гальваностатич. Условиях. При этом напряжение увеличивается во времени, а толщина оксидной пленки пропорциональна прошедшему кол-ву электричества. После достижения заданного напряжения режим изменяют на вольтостатический. Ток снижается во времени, диэлектрич. Св-ва оксидной пленки повышаются. Одна из наиб. Важных областей применения барьерных оксидных пленок - получение диэлектрич. Слоя электролитич. Конденсаторов. Пористые анодные оксидные пленки выращивают в агрессивных по отношению к оксиду электролитах, напр.

В 15%-ной H2SO4, при постоянном напряжении. Такие пленки состоят из двух слоев. Тонкого барьерного и значительно более толстого пористого. Они широко применяются в качестве декоративно-защитных покрытий. Для улучшения защитных св-в после оксидирования пористые пленки подвергают операции "наполнения" ("уплотнения"), чаще всего обработкой в горячей воде. Для повышения декоративных св-в пористые пленки на алюминии окрашивают в разные цвета, подвергая обработке р-рами красителей или дополнит. Элек-трохим. Обработке переменным током в электролитах, содержащих соли Сu, Ni, Sn (см. Крашение оксидированного алюминия). Новое направление Э. О. М.- микродуговое оксидирование, т. Е. Формирование анодной оксидной пленки в условиях протекания электрич.

Микроразрядов на аноде, что расширяет возможность получения оксидных покрытий с различными полезными св-вами. Э. О. М. Применяют для маркирования изделий. Нужные знаки на металлич. Пов-сти получают локальным изменением цвета в результате очень неглубокого травления (или оксидирования) либо в результате рельефного травления. Получили развитие комбинир. Методы обработки, в к-рых электрохим. Воздействие на металл совмещено с к.-л. Другим (напр., мех., эрозионным, лазерным). Лит. Ямпольский A.M., Травление металлов, М., 1980. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная зашита, 2 изд., К., 1985. Штанько В. М., Животовский Э. А., Электрохимическая обработка металлопродукции, М., 1986. Грилихес С. Я., Электрохимическое и химическое полирование, Л., 1987.

Дураджи В. Н., Парсаданян А. С., Нагрев металлов в электролитной плазме, Киш., 1988. Давыдов А. Д., Козак Е., Высокоскоростное электрохимическое формообразование, М., 1990. А. Д. Давыдов..