Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208

Полный текст:


Аннотация

Электрохимическое полирование (ЭХП) поверхности металлов и сплавов в настоящее время является одним из наиболее прогрессивных технологических процессов повышения качества поверхности, несмотря на то, что используется в промышленности на протяжении многих десятилетий. В основном это связано с рядом существенных преимуществ процесса по сравнению с механическим полированием с применением свободного или связанного абразива. Однако ЭХП в его классическом виде имеет ряд существенных недостатков. Один из них – зависимость режимов обработки и составов электролита от обрабатываемого материала. Кроме того, для ЭХП применяются агрессивные дорогостоящие электролиты, требующие специальных технологий по утилизации. Электролиты при ЭХП часто разогреваются до температуры 60–90 °С. Обработка при таких температурах наносит значительный вред окружающей среде и производственному персоналу. Для устранения существующих недостатков процесса ЭХП и расширения его технологических возможностей предложен способ обработки с применением импульсных униполярных и биполярных режимов. В результате разработаны принципиально новые процессы импульсного ЭХП с длительностью импульсов 0,05–20,00 мс, обеспечивающие по сравнению традиционной обработкой на постоянном токе снижение энергетических затрат на процесс и высокую эффективность полирования, при котором скорость сглаживания микронеровностей обрабатываемой поверхности, отнесенная к общему съему металла, значительно возрастает. Применение импульсных режимов по сравнению с традиционным ЭХП позволяет выполнять обработку в универсальных электролитах простых составов на основе серной и ортофосфорной кислот без добавления хромового ангидрида. Применение разработанных импульсных режимов, которые при малом съеме металла обеспечивают существенное изменение шероховатости поверхности, наиболее целесообразно при ЭХП точных деталей, изделий или деталей малого сечения и жесткости, например, медицинских изделий для малоинвазивной хирургии, деталей точного машиностроения и др. В статье приводятся результаты исследования влияния импульсных униполярных и биполярных режимов ЭХП на качество поверхности образцов из коррозионностойкой стали, а также сравнительный анализ эффективности использования импульсных режимов ЭХП вместо постоянного тока. Установлены технологические параметры ЭХП с применением импульсных режимов, обеспечивающие наиболее качественное полирование поверхности с высокой эффективностью сглаживания микронеровностей и низкими энергозатратами.


Об авторах

Ю. Г. Алексеев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


А. Ю. Королёв
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Кандидат технических наук

Адрес для переписки: Королёв Александр Юрьевич – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 24, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-25-98    korolyov@park.bntu.by



В. С. Нисс
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


А. Э. Паршуто
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Инженер


А. С. Будницкий
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Аспирант


Список литературы

1. Bhat, S. V. Biomaterials / S. V. Bhat. Springer, Dordrecht, 2002. 265 p. https://doi.org/10.1007/978-94-010-0328-5

2. Park, J. B. Biomaterials: An Introduction / J. B. Park, R. S. Lakes. 3rd ed. New York: Springer Link, 2007. 561 p.

3. Witte, F. The History of Biodegradable Magnesium Implants: a Review / F. Witte // Acta Biomater. 2010. Vol. 6, No 5. P. 1680-1692. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2010.02.028

4. Нержавеющая сталь в медицине [Электронный ресурс] // Никель. 2010. № 2. Режим доступа: https://docplayer.ru/61467298-Nerzhaveyushchaya-stal-sterilnyy-ustoychivyy-bezopasnyy-sistemy-ekranirovaniya-dlya-zashchity-bezopasnost-v-zdravoohranenii.html.

5. Сабитов, В. Х. Медицинские инструменты / В. Х. Сабитов. М.: Медицина, 1985. С. 21–31.

6. Кириченко, В. Г. Металлография и металловедение сталей. 1. Сплавы и наноматериалы в ядерной энергетике / В. Г. Кириченко, С. В. Литовченко. Харьков: Харк. нац. ун-т имени В. Н. Каразина, 2012. С. 6–14.

7. Newson, T. Stainless Steel – a Family of Medical Device Materials / T. Newson. London: World Markets Research Centre: Medical Device Manufacturing & Technology, 2002. 5 p.

8. Ставышенко, А. С. Основные показатели качества поверхности деталей из нержавеющей стали после полирования электрохимическим способом: сб науч. тр. / А. С. Ставышенко // Сборник научных трудов НГТУ. 2009. Т. 55, № 1. С. 51–56.

9. Электролитно-плазменное полирование титановых и ниобиевых сплавов / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 211–219. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219.

10. Электролитно-плазменная обработка при нестационарных режимах в условиях высокоградиентного электрического поля / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2017. Т. 16, № 5. С. 391–399. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-5-391-399.

11. Галанин, С. И. Электрохимическое полирование и глянцевание поверхности ювелирных изделий с использованием импульсных токов – технология завтрашнего дня / С. И. Галанин, М. В. Сорокина, А. Ю. Токмаков // Русский ювелир. 2005. № 6. С. 113–116.

12. Decnath, S. Investigation into Electrochemical Micromachining Process for Fabricating 3D-Fine Patterns in Air Lubricated Bearing / S. Decnath, S. Mahata // 5th International & 26th All India Manufacturing Technology, Design and Research Conference (AIMTDR 2014) December 12–14, 2014, IIT Guwahati, Assam, India. P. 231-1 231-6.

13. Jeong-Woo Park. New Development of Combined Electrochemical Processes for Mirror Like Micro Grooves [Electronic Resource] / Jeong-Woo Park, Eun-Sang Lee, Young-Hun Moon. Mode of access: http://aspe.net/publications/Annual_2002/PDF/POSTERS/4proc/6polish/927.PDF

14. Park, J. W. Development of Electrochemical Micro Machining for Air-Lubricated Hydrodynamic Bearings / J. W. Park, E. S. Lee // Microsystem Technologies. 2002. Vol. 9, No. 1-2. Р. 61–66. https://doi.org/10.1007/s00542-002-0184-8

15. Galanin, S. I. Technological Features of Electrochemical Polishing of Gold Alloys by Pulse Currents / S. I. Galanin, I. V. Kalinnikov, A. S. Galanina // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2009. Vol. 45, No 2. Р. 85–92. https://doi.org/10.3103/s1068375509020021

16. Taylor, E. J. Electrochemical Surface Finishing / E. J. Taylor, M. Inman // Interface magazine. 2014. Vol. 23, No. 3. Р. 57–61. https://doi.org/10.1149/2.f05143if

17. Taylor, E. J. Adventures in Pulse/Pulse Reverse Electrolytic Processes: Explorations and Applications in Surface Finishing/ E. J. Taylor // Plating and Surface Finishing. 2008. Vol. 95, No 12. Р. 25-35.

18. Источник питания для исследования импульсных электрохимических процессов / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 3. С. 246–257. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-61-3-246-257.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Нисс В.С., Паршуто А.Э., Будницкий А.С. Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей. НАУКА и ТЕХНИКА. 2019;18(3):200-208. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208

For citation: Aliakseyeu Y.G., Korolyov A.Y., Niss V.S., Parshuto A.E., Budnitskiy A.S. The Use of Pulsed Modes in the Electrochemical Polishing of Corrosion-Resistant Steels. Science & Technique. 2019;18(3):200-208. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208

Просмотров: 176

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)