ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ
СТАНКИ SFE
Принципы электрохимической обработки
В основе технологии электрохимической обработки металлических деталей (далее в тексте ЭХО) лежат принципы электрохимической обработки, а именно анодного растворения металлов в потоке электролита при воздействии на детали электролизных токов высокой плотности на межэлектродных зазорах небольшого размера. Согласно закону Фарадея масса удаляемого металла находится в прямо пропорциональной зависимости от силы тока и длительности его воздействия.
В промышленности для проведения ЭХО в качестве электролитов наиболее часто используются водные растворы нетоксичных, пожаробезопасных и химически нейтральных минеральных веществ, главным образом, солей различных кислот. Высокая точность обработки заготовки обеспечивается использованием водных растворов так называемых кислородосодержащих солей малой концентрации, не превышающей 15 процентов. Наиболее распространённым вариантом является 8-процентный раствор натриевой селитры (NaNO3). Суть технологии ЭХО на примере использования этого соединения сводится к следующему.
Для выполнения ЭХО металлические электроды, которыми являются заготовка и инструмент, погружают в электролит и подключают к ним противоположные по знаку полюса источника электрического тока.
При подключении отрицательного полюса к катоду (инструменту) возрастает концентрация электронов на нём, и его потенциал сдвигается в минус. Напротив, присоединение положительного полюса к аноду (заготовке) является причиной уменьшения концентрации электронов на нём, благодаря чему его потенциал сдвигается в плюс. Эти отклонения потенциалов приводят к нарушению равновесия, и в растворе электролита начитают протекать электродные процессы. Анионы анода окисляются, а катионы катода восстанавливаются.
ЭХО стальной заготовки, проводимая в водном растворе натриевой селитры, представляет собой ряд следующих последовательных процессов. Каждая молекула NaNO3 в растворе распадается на анион натрия (Na+) и катион кислотного остатка (NO3–). При подаче напряжения на электроды на поверхности заготовки (анода) происходит ионизация металла, из которого она изготовлена. Ионизация приводит к образованию положительно заряженных ионов металла.
При взаимодействии этих ионов с гидроксидными группами (OH–) образуются гидроксиды Me(OH)n, которые становятся далее шламом, удаляемым из промежутка между электродами потоком раствора электролита через сепаратор или фильтр. Кроме того, в результате электрохимических реакций, протекающих на поверхности анода, в этой зоне выделяется кислород, что приводит к так называемому подкислению слоя электролита, прилегающего к аноду. На поверхности катода тоже протекают электрохимические реакции – здесь разлагаются молекулы воды и образуется чистый водород.
Значения электроотрицательных равновесных потенциалов анионов Na+ чрезвычайно низки. Поэтому эти ионы, не восстанавливаясь, не участвуют в ЭХО даже формально. Теоретически, на проведение электрохимической обработки металлических заготовок расходуются только электроэнергия и вода, что делает ЭХО самым экономичным видом металлообработки повышенной точности.