Введение к работе
,:/г,,'„ І .
Актуальность работы. Злектрохишческая размерная обработка (ЭХО металлов является высокоэффективным мзісдом формообразования изделий из разнообразных металлов и сплавов, в особенности из твердых и хрупких материалов, которые плохо поддаются механической обработке. Метод Ж) целесообразно применять при изготовлении слокнопрофильных изделий, для обработки тонкостенных деталей, не допускающих силовых воздействий.
Несмотря на значительные достижения в практическом применении метода ЭХО теоретические проблемы его изучены недостаточно.
Большое значение для выяснения механизма процесса ЭХО имеют исследования высокоскоростного анодного растворения в различных по своей природе растворах электролитов. Основное количество исследовании по ЭХО до настоящего времени выполнено в водных средах. Однако в ряде работ доказана перспективность использования неводных и водно-органических растворов электролитов при. ЭХО;
Использование неводных и водно-органических электролитов в ряде случаев позволяет повысить точность высокоскоростного анодного формообразования, а также значительно улучшить качество обработанной поверхности. Последнее оказывает значительное влияние на износостойкость и коррозионную стойкость деталей.
Креме того, проведение сравнительных исследований высоко
скоростного анодного растворения металлов в неводных, водно-ор
ганических и водных растворах электролитов позволяет выяснить
роль растворителя в этом процессе. Систематические исследования
процесса высокоскоростного анодного растворения металлов в вод
но-органических электролитах проведены только для титана и его .
сплавов. ?.
Цирконий является одним из основных конструкционных материалов ядерных реакторов, надежность работы которых зависит от качества обработки отдельных деталей. Никель является основным компонентом целого ряда практически важных сплавов (жаростойких, жаропрочных и др.), которые плохо поддаются механической обработке. Поэтому изучение высокоскоростного анодного растворения никеля и циркония в водно-органических растворах с целью разработки оптимальных составов электролитов для ЭХО является ' актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом АН. СССР на 1966 - 1990 г.г. по проблеме 2.6."Электрохимия, т
' 2
ма 2.6.10.4. "Применение электрохимических методов для решения
проблем материаловедения. Развитие теории и технологии анодиро
вания и других методов поверхностной обработки металлов, в том
числе размерной обработки. ,
Цель работы:
Исследование основных закономерностей анодного растворения нике-' ля и циркония в водно-спиртовых хлоридеодержащих электролитах в широком диапазоне концентраций их компонентов. Разработка составов водно-органических растворов электролитов, позволяющих повы- сить качество обработанной поверхности по сравнению с водными растворами при сохранении точностных показателей электрохимической обработки.
Научная новизна:
I. Впервые проведены систематические исследования высокоскоростного анодного растворения никеля и циркония в водно-спиртовых хлоридесдержацих растворах. . - -
,2. Выяснена природа лимитирующей стадии высокоскоростного анодного растворения' никеля и циркония при различных потенциалах и концентрациях спирта в растворе.
-
Установлена взаимосвязь скорости анодного растворения никеля и циркония с электрофизическими параметрами поверхностных пленок. Показано, что изменение свойств пленок при анодной поляризации обусловлено внедрением в них компонентов раствора электролита.
-
На основании данных по составу сольватокомплексов никеля в водно-спиртовых растворах рассчитаны значения энергии переноса ионов металла из веды в водно-органический растворитель, позволившие объяснить различие в скоростях ионизации никеля в электролитах,- содержащих изомеры пропилового спирта.
-
Доказано, что в процессе высокоскоростного анодного растворения никеля в водне-пропанольных растворах хлорида натрия пропи-ловый спирт на аноде не окисляется. Это связано с тем, что большая часть измеряемого потенциала приходится на падение напряжения в поверхностной пленке. _ .
Практическая ценность:
-
Разработаны составы водно-спиртовых хлсридных растворов для ЭХО циркония, использование которых позволяет повысить качество обработанной поверхности при сохранении точностных показателей обработки (А.с. СССР Jf 1593805 на электролит для электрохимической обработки циркония). Доказана стабильность органической компоненты предложенных электролитов.
-
Испытаниями на копировально-прошивочном станке показана перспективность предложенных электролитов для финишной обработки ' деталей из циркония.
Автор защищает:
1. Результаты исследований закономерностей высокоскоростного
анодного растворения никеля и циркония в водных и водно-спирто-т
вых хлсридных растворах (природа лимитирующей стадии в зависимо
сти от потенциала и концентрации компонентов раствора электроли-
' та; взаимосвязь электрофизических свойств поверхностных пленок с параметрами процесса).
2. Результаты исследований состава водно-спиртовых растворов
электролитов после проведения в них процесса высокоскоростного анодного растворения никеля и устойчивости спирта к окислению на аноде.
-
Результаты исследований локализующих свойств водно-спиртовых растворов электролитов и качества обработанной поверхности при высокоскоростном анодном растворении никеля и циркония.
-
Разработанные составы водно-спиртовых растворов электролитов, обеспечивающие значительное повышение качества обработанной поверхности деталей из циркония при сохранении точностных показателей процесса ЭХО.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на ІУ и У областных научно-технических конференциях по электрохимии, коррозии и защите металлов в неводных и смешанных растворителях, г. Тамбов (1934 и 1985 г.г.); I Всесовзном совещании по химии неводних растворов
неорганических и комплексных соединений, г.Ростов-на-Дону, 1985; .
Сбластной конференции молодых ученых по общественно-политическим
и научно-техническим проблемам, Иваново, 1985; I Всесоюзной кон
ференции "Химия и применение неводных растворов", г.Иваново,
1986; УІ Всесоюзной научно-технической конференции "Электрохими
ческая размерная обработка деталей машин, г.Тула, 1986; 37-м со
вещании ИЗО (Вильнюс, 1986); УІП Всесоюзном симпозиуме "Двойной
слой и адсорбция на твердых электродах", г.Тарту, 1988; УП Все
союзной конференции по электрохимии, г.Черновцы, 1988; I Всесо
юзной конференции "Электрохимическая анодная обработка металлов"
'г.Иваново, 1988; ІУ и У научно-технических семинарах с междуна
родным участием по неконвенциональным технологиям в машинострое
нии, г.Вотевград (Болгария) (1989 и 1991); Всесоюзном семинаре
"Новые электротехнолог.ические процессы в машиностроении"', г.Ки
шинев, 1990; I Всесоюзной конференции "Жидкофаэные материалы",
г.Иваново, 1990.
Публикации.По теме дессертации опубликовано II печатных работ (4 статьи и 6 тезисов докладов), получено.I авторское свидетельство СССР на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографии, включающей 160 наименований. Работа изложена на 143 страницах, содержит 39 рисунков и 13 таблиц.
