Слайд 1 4 Электрохимические технологии
(продолжение)
Слайд 24.3 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ.
ПРОЦЕССЫ ГАЛЬВАНОТЕХНИКИ. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ РАЗМЕРНАЯ ОБРАБОТКА.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Слайд 3 Электрохимические методы обработки применяют:
при нанесении покрытий;
доводке поверхностей штампов, пресс- и
литейных форм;
затачивании режущего инструмента с пластинками из твердых сплавов;
профилировании изделий
сложной формы;
получении круглых, прямоугольных и фасонных сквозных отверстий;
травлении и обезжиривании деталей.
Слайд 4 Электрохимические методы обработки материалов основаны на явлениях электролиза.
Гальванотехнический способ: формируют
изделие на катоде из осаждающегося на нем металла анода.
Катодное
травление: очищают изделие - катод пузырьками выделяющегося на нем водорода, которые удаляют жир и загрязнения с поверхности.
Слайд 5 Электролитическое анодное травление и полирование: изделие является анодом, и его
поверхностный слой очищается и сглаживается - полируется.
Метод электролитического растворения
анода: можно придать изделию любую сложную форму
Слайд 6 В гальванотехнике различают гальваностегию и гальванопластику.
Гальваностегия - нанесение на изделия
тонкого (5...30 мкм) слоя металла для защиты от коррозии, получения
декоративных покрытий, упрочнения деталей (меднение, золочение, никелирование, хромирование).
Слайд 7Гальванопластика - покрытие изделий толстым слоем металла, применяемое в художественных
промыслах и полиграфии.
Для улучшения сцепления наносимого слоя и подложки
необходимо, чтобы поверхность была чистой, без окислов и жиров.
Слайд 8 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
местным железнением,
хромированием,
нанесением никель-кобальтового покрытия.
Металлы осаждают в стационарных ваннах.
Процесс характеризуется высоким выходом металла по
току (75...95 %), большой скоростью осаждения (0,25...0,3 мм/ч).
Слайд 9Местное железнение проводят в ванне с герметизированным отверстием под подшипник
Слайд 10 Источником питания служит выпрямитель ВАС-600/300
В производственных условиях электролит приготавливают
путем травления (до насыщения) металлической стружки из малоуглеродистой стали в
растворе соляной кислоты.
Стружку обезжиривают в 10 %-ном растворе каустической соды при температуре 60...70 °С и тщательно промывают горячей водой.
Слайд 11 Затем стружку небольшими порциями погружают в кислотостойкую емкость, содержащую дистиллированную
воду и кислоту в соотношении 2:1 и травят при температуре
30...40 °С до тех пор, пока не перестанет выделяться водород.
После отстоя электролит фильтруют через стеклоткань и проверяют его плотность ареометром.
Слайд 12Железнение ведут при температуре 35...40°С и плотности тока 1...1.5 кА/м2.
Время железнения, ч,
- толщина слоя, м;
–плотность железа;
- электрохимический
эквивалент железа;
- катодная плотность тока , А/м2;
Слайд 13 - выход металла по току – процентное отношение количества
вещества, полученного при опыте, к рассчитанному по законам Фарадея
Определяя параметры
электролизеров, проводят электротехнологический, тепловой, гидравлический, механический и другие расчеты.
Слайд 14 Последовательность электротехнологического расчета:
1. Задают требуемую производительность (скорость осаждения)
, кг/с.
2. На основе закона Фарадея определяют ток
электролизера, А,
где – число Фарадея;
- валентность вещества;
- атомная масса вещества.
Слайд 153. Задавшись рекомендуемой плотностью тока, находят площадь электродов
4. Рассчитывают напряжение, В,
- напряжение разложения (разность потенциалов при активной и катодной реакциях);
- сумма анодного и катодного перенапряжений;
Слайд 16 - падение напряжения в электролите;
- сопротивление электролита (нагрузки),
Ом;
- падение напряжения в шинах, контактах
и электродах, В.
Эффективность работы электролизной ванны зависит от выхода вещества по энергии и по току , %,
Слайд 17 Электрохимическая размерная обработка
Если снимают значительное количество металла, то скорость
обработки уменьшается, так как на аноде выделяются продукты реакции. Чтобы
устранить этот недостаток и обеспечить высокую производительность процесса, необходимо непрерывно удалять их с поверхности обрабатываемого изделия -анода, т. е. проводить депассивацию.
Слайд 18 Депассивацию выполняют двумя способами:
анодно-гидравлической размерной обработкой (сильной струей
проточного электролита, вымывающего продукты пассивации из межэлектродного пространства),
анодно-механической обработкой
(удаление механическим путем)
Слайд 19Схема анодно-гидравлической обработки
Слайд 20 При анодно-гидравлической обработке шлифованием:
плотность тока составляет 0,5…0,2 А/см2, при других
операциях может достигать 50...2000 А/см2;
напряжение на электродах 10...30 В;
скорость электролита
4...5 м/с;
удельный объем снимаемого металла 8...16 см3/(кВт•ч);
удельная энергоемкость при обработке сталей 6...25 кВт•ч/кг.
Слайд 21Схема чистовой анодно-механической обработки
При чистовой и отделочной обработке плотность тока
0,5...10 А/см2, черновой - 100...500 А/см2;
напряжение на электродах 2...36 В.
Слайд 22 ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Требования к источникам питания (преобразователям):
выходное напряжение 12...115 В;
номинальный ток 100...25000 А;
плавное и
глубокое (от нуля до номинального значения) регулирование выходного напряжения;
автоматическая стабилизация выходных параметров (напряжения, силы и плотности тока в гальванической ванне во всем диапазоне);
Слайд 23защита от коротких замыканий на стороне постоянного и переменного тока,
а также от перегрузок и перегрева тиристоров;
автоматическое реверсирование выходного тока;
возможность установки вблизи от гальванической ванны.
Наибольшее распространение получили преобразователи серии ВАК и ВАКР, выполненные на тиристорах по шестифазной схеме выпрямления с уравнительным реактором.
Слайд 24Структурная схема преобразователя
Слайд 25 Устройство коммутации служит для коммутации силовой цепи и одновременно является
одним из исполнительных органов системы защиты преобразователя; Трансформатор предназначен для
согласования входного и выходного напряжений, а также гальванической развязки питающей сети и нагрузки. Параметры трансформатора главным образом определяются типом силовой схемы преобразователя и ее характеристиками, видом и режимом работы нагрузки.
Слайд 26 Силовая вентильная часть выполняет основную функцию преобразования и управления всем
потоком электрической энергии.
Сглаживающий реактор уменьшает пульсацию тока.
Система управления осуществляет
управление, регулирование выходных параметров преобразователя; одновременно она может быть и первичным бесконтактным исполнительным органом системы защиты.
Система защиты обеспечивает защиту главным образом силовой вентильной части