Введение к работе
Актуальность работы. Еысокие эксплуатационные характеристики, Долговечность и надёжность электровакуумных приборов ЛЭШ) во многом обеспечиваются технологией изготовления отдельных деталей и сборки ЭШ в целок. В качестве материала для слаботемпе-ратурнонагруженшх узлов ЭШ часто применяют обладающий вакуумными свойстваш монель-металл, изготовление деталей из которого осуществляется с помо.'Цью механической обработки лезвийным инструментом и электроэрозионной обработки, которым свойственны силовое и.температурное воздействия на обрабатываемую заготовку . Это приводит к образованию поверхностных дефектных слоев, появлению остаточных напряжений, затрудняет обработку тонкостенных . деталей, влечет за собой образование заусенцев и острых кромок . Дня устранения этих недостатков необходимо включение в техноло- . гический маршрут дополнительных операций. Например, удалеиие по-, вёрхностного дефектного слоя производится путём химического травления.
Качество ЭВЛ в значительной ст'тени определяется надёжностью соединения между собой отдельных деталей и узлов пайкой специальными припоями, обычно медью. Для хорошей адгезии припоя поверхность не должна иметь дефектных слоев и должна обладать определённой шероховатостью (Rz 10-15 мкм). Для формирования заданной шероховатости часто применяют пескоструйную обработку поверхности.
Таким образом, традиционные методы обработки деталей ЭШ , в частности, из монель-металла характеризуются целым рядом недостатков. Поэтому оправдан поиск других технологий, полностью или частично свободных от этих недостатков. Одной из таких технологий является электрохимическая размерная обработка (ЭХО).
Пэскольку при ЭХО не происходит силового и температурного воздействия на деталь, имеется возможность без затруднений обрабатывать тонкостенные и оложнопрофилыыа детали, поверхностные слои которых близки по своему составу основному металлу. Отсутствие заусенцев и острых кромок, плавные переходы позволяют избежать высоковольтных пробоев, выводящих ЗШ из строя. Отсутствие износа электрода-инструмента позволяет получить высокую вое--производймость результатов обработки, что уменьшает разброс вн-
ходнлх характеристик ЭШ. Слабая зависимость производительности процесса .3X0 от механических свойств обрабатываемого материала, возможность одновременного получения высоких точности и качества поверхности делают этот метод обработки конкурент-носпособным с технологией традиционного изготовления деталей ЭЕП.
Технологические показатели ЭХО в значительной степени зависят от состава электролита.'Правильный подбор компонентов электролита и режимов обработки позволяет получать обработанную поверхность с требуемой шероховатостью, которая обеспечивает хорошую адгезию припоя. Введение в раствор электролита органических растворителей в ряде случаев позволяет, повысить . точность ЭХО и целенаправленно влиять.на качество обработанной поверхности. Однако, кнастоящему врекени закономерности анодного растворения монель-металла в водных и водна-органических растворах электролитов практически не изучены. Поэтому исследование высокоскоростного анодного растворения монель-мег талла в водно-органических растворах электролитов и разработ- . ка на этой основе технологии ЭХО деталей ЗВД является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом РАН на IS9I-I935 г. г. по проблеме 2.6. "с^ектрохимия, тема 2.6.10.4. "Применение электрохимических методов для решения проблем материаловедения. Развитие теории и технологии анодирования и других методов поверхностной обработки металлов, в том числе размерной обработки".
Цель работы:
' Изучение основных закономерностей высокоскоростного анодт
ного растворения монель-метвлла на примере сплаза марки Ш-40А
(605» Ali , 4й% Си.) в водных и водно-спиртовых растворах
электролитов. Изучение влияния спиртовой компоненты на техно
логические показатели ЭХО (точность, производительность и
качество обработанной поверхности") . Разработка технологии
изготовления некоторых деталей ЗВП из ыонедь-металяа мето
дом ЭХО .
Научная новизна:
-
Впервые проведены систематические исследования высоко-' скоростного анодного растворения монель-металла в водноэтилен-'-гликолевом растворе электролита, в том числе изучена разными методами природа лишйтирумщей стадии процесса.
-
Впервые доказана селективность при высокоскоростном анодном растворении монель-металла при всех исследованных условиях.
-
Шервые исследован элементный состав поверхности монель-металла, аноднообработанной при различных условиях, доказан факт легирования поверхностной пленки компонентами электролита, '
-
Обнаружена взаимосвязь электрофизических свойств по-верхностннх пленок с характером миктхэрельефа боковой поверхности прошиваемого отверстия.
Практическая ценность:
I. Предложен водно-органический электролит для ЭХО монель--металла, при использовании которого достигаются высокая точ -кость и.требуемая шероховатость обработанной поверхности.
?.. Показано, что при всех исследованных условиях анодно-обработанная поверхность медноникелевого сплава обогащается электроположительным элементом - медью, что в сочетании с формированием определенной шероховатости способствует лучшей адгезии припоя к поверхности монель-металла.
3. Разработана технология 0X0 для конкретных деталей ЗШ из монель-металла. Спроектирована и изготовлена оригинальная . технологическая оснастка для ЭХО (А.с. СССР Ш I7I0234 и А.с. СССРР 1509203).
Автор защищает:
І. Результати исследований закономерностей высокоскоростного анодного растворения монель-металла в водно-органическом растворе электролита (потенциодинамические измерения в различ-. ных условиях, электрофизические свойства поверхностных пленок, природа лимитирующей стадии).
-
Результаты исследований состава поверхностного слоя ,, полученные с помощью Оже-спеїстроскопии, и данные количественного анализа отработанных растворов электролитов, позволяюіцих сделать вывод о наличии селективности при высокоскоростном анодном растворении ыонель-металла во всех исследоьандах условиях.
-
Результаты исследований по изучению влияния концентраций компонентов водно-органического раствора, в частности эти-ленгликоля.ка локализующие свойстза электрольга и морфологию обработанной полерхности, в результате чего оптимизирован его состав.
-
Разработанный ьодноэтиленгликолевый нитратнохлоридвкй . раствор электролита, обеспечиваюічий високую точность формообразования и требуемую шероховатость поверхности, формирующую- : ся вследствие селективного растворения ыонель-металла. Это обеспечивает повншение качества пайки за счет лучшей адгезии медного припоя к получаемой при ЭХО поверхности.
-
Разработанную технологию 3X0-конкретных деталей ЗВГІ из монель-металла, конструкции технологической оснастки, режимы обработки.
( Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на Всесоюзном семинаре "Нэвые электротехнологические процессы в машиностроении" г".Кишинев, 1990 г.; 7-ой отраслевой конференции молодых специалистов "Электроника СВЧ" г.Саратов, 1989 г.; 5-ом научно--техническом семинаре о мездународшм участием'по неконвенциональным технологиям в машиностроении г.Вотевград (Болгария),' 1991 г.; научно-технической .конференции ИХ'Ш г.Иваново, 1993г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ (3 статьи, 2 тезисов докладов, получено 2 авторских свидетельства.на изобретения). '...'
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографии, включающей 125 наименований. Работа изложена на 147 страницах, содержит 41 рисунок и 15 таблиц.
