ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГРАДИЕНТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Электролитно-плазменная обработка получила широкое распространение в промышленности в качестве альтернативы традиционным химическим, электрохимическим и механическим методам повышения качества поверхности изделий из металлических материалов. Преимуществами такой обработки являются высокая интенсивность сглаживания микронеровностей, применение в качестве электролитов растворов солей низкой концентрации, возможность обработки изделий сложной формы. Основной недостаток метода – высокая энергоемкость, поэтому метод можно отнести в его классическом виде к энергоемкому производству. Возможным методом снижения энергоемкости является обработка в нестационарных режимах, которые возникают в переходной зоне между коммутационным и устойчивым процессом электролитно-плазменной обработки и характеризуется периодическим образованием устойчивой парогазовой оболочки и переходом к электрохимическому процессу. В статье приводятся результаты исследования влияния высокоградиентного электрического поля при нестационарных режимах электролитно-плазменной обработки на энергетические параметры процесса и характеристики обрабатываемой поверхности. Установлено, что высокоградиентное электрическое поле оказывает существенное влияние на снижение удельной потребляемой мощности, что объясняется уменьшением потерь в электролите и влиянием поля на образование и поддержание парогазовой оболочки. В результате исследования влияния высокоградиентного электрического поля при нестационарных режимах электролитно-плазменной обработки на характеристики поверхностного слоя установлено, что значительная импульсная плотность тока в зоне преимущественно электрохимической обработки приводит к селективному травлению поверхности и образованию характерного микрорельефа поверхности с развитой пористой микроструктурой с размерами пор от 0,3 до 2,5 мкм. Наиболее выраженная пористая микроструктура обеспечивается при напряжении 270–300 В и величине добавочной индуктивности 3,2 мГн.

1. Физико-механические свойства и электрополирующие процессы в материалах, находящихся в мощных электростатических и электромагнитных полях: отчет о НИР (заключ.) / Белорус. нац. техн. ун-т; рук. А. А. Кособуцкий. Минск, 2004. 61 с. № ГР 20022618.

2. Aliakseyeu, Yu. Electrolyte-Plasma Treatment of Metal Materials Surfaces / Yu. Aliakseyeu, A. Korolyov, A. Bezyazychnaya // CO-MAT-TECH–2006: Proceeding of the abstracts 14 International Scientific Conference, Slovak University of Technology, 19–20 oct. 2006. Slovakia, Trnava. P. 6.

3. Plasma Electrolytic Polishing – an Overview of Applied Technologies and Current Challenges to Extend the Polishable Material Range / K. Nestler [et al.] // Procedia CIRP. 2016. Vol. 42. Р. 503–507.

4. Vacuum Deposited Polymer and DLC Multilayer Coatings on Austenitic Steel, Structure and Tribotechnical Properties in Physiological Solution / V. P. Kazachenko [et al.] // International Conference on Industrial Tribology. India: Bangalore, 2006. P. 55.

5. Особенности процессов размерной обработки металлических изделий электролитно-плазменным методом / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Литье и металлургия. 2005. № 4. С. 188–195.

6. Модель размерного съема материала при электролитно-плазменной обработке цилиндрических поверхностей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2012. № 3. С. 3–6.

7. Комбинированная технология изготовления гибких ультразвуковых концентраторов-инструментов / Ю. Г. Алексеев [и др.]; под общ. ред. Б. М. Хрусталева. Минск: БНТУ, 2015. 203 с.

8. Электролитно-плазменная обработка внутренних поверхностей трубчатых изделий / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2016. Т. 15, № 1. С. 61–68.

9. Исследование влияния промежуточной электролитно-плазменной обработки в процессе деформационного упрочнения волочением на прочностные характеристики стали 12Х18Н9 / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Вестник ПГУ. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2012. № 11. С. 85–90.

10. Исаевич, Л. А. Исследование процесса получения высокопрочной проволоки из стали 12Х18Н10Т волочением с электролитно-плазменной обработкой поверхности / Л. А. Исаевич, Ю. Г. Алексеев А. Ю. Королев // Вестник БНТУ. 2005. № 6. С. 30–33.

11. Surface Properties of the Stainless Steel X10 CrNi 18/10 after Aplication of Plasma Polishing in Electrolyte / D. Vaňa [et al.] // International Journal of Modern Engineering Research (IJMER). 2013. Vol. 3, Iss. 2. Р. 788–792.

12. Семченко, Н. И. Коррозионное поведение аустенитных нержавеющих сталей после электролитно-плазменного полирования / Н. И. Семченко, А. Ю. Королев // IV Междунар. симп. по теоретич. и прикл. плазмохимии, 13–18 мая 2005 г., Иваново, Россия: сб. тр. Иваново: Ивановский гос. хим.-технол. ун-т., 2005. Т. 2. С. 406–409.

13. Влияние электролитно-плазменной обработки на структуру и свойства поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т / И. В. Фомихина [и др.] // Весцi Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2008. № 3. С. 24–29.

14. Калашников, С. Г. Электричество / С. Г. Калашников. М.: Наука, 1985. 576 с.

15. Дьяконов, В. П. Mathematica 5/6/7. Полное руководство / В. П. Дьяконов. М.: «ДМК Пресс», 2009. 624 c.