Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
исключается возможность разряда собственных ионов. Эти металлы
характеризуются высокой степенью неустойчивости при их поляризации
переменным током.
В работах [24, 25] установлено, что если сместить потенциал электрода в
область глубокой пассивации поверхности, то создаются условия для
эффективного растворения металлов под воздействием переменного тока. Так,
при потенциостатической стабилизации потенциала электрода в области
глубокой пассивации наложение переменного тока плотностью 0,2 А/см2 при-
190
водит к растворению стали Х17 в растворе серной кислоты [24] с более чем
100%-ным выходом по току анодного полупериода. Процесс сопровождается
выделением водорода на электроде, что характерно в случае проявления
отрицательного разностного эффекта.
Высокие скорости растворения пассивирующихся металлов и сплавов, как
отмечалось выше, некоторые авторы связывают с периодической активацией
поверхности электрода разряжающимися ионами водорода в катодный
''полупериод. Для проверки этих заключений были проведены эксперименты
[26], в основу которых положено представление о том, что состояние
поверхности твердого металла - основной фактор, определяющий его
смачиваемость ртутью. В общем случае экспериментально подтверждена
активирующая роль водорода, однако, как показали результаты исследований
[26], степень и характер активации существенно зависят от формы
поляризующего тока.
При растворении металлов переменным и переменным асимметричным током
высокие скорости анодных процессов обязаны не столько водороду, сколько
физико-электрохимическим процессам, происходящим на границе раздела фаз
пассивирующейся электрохимической системы металл -¦ окисная пленка -
электролит. В работе [27] показано, что если образующийся на поверхности
пассивирующихся металлов окисел обладает полупроводниковыми свойствами,
то возможно существенное увеличение скорости анодных процессов под
воздействием переменного тока в определенной области потенциалов.
Необходимо отметить, что если в настоящее время механизм выпрямляющего
действия вентильных металлов еще недостаточно ясен, то система с окисной
полупроводниковой пленкой еще менее изучена по следующим причинам: при
переходе зарядами границы окисел - электролит протекают электрохимические
реакции; структура и состав пассивирующей пленки существенно изменяются
при прохождении электрического тока; окисная пленка в некоторых случаях
настолько тонка, что в первом приближении можно пренебречь объемным
зарядом.
Более эффективное воздействие переменного асимметричного тока отмечено в
работах [28, 29]. Кроме
191
травления и полирования он применяется при электрохимической размерной
обработке. Это позволяет существенно интенсифицировать процесс обработки
пассивирующихся сталей и сплавов, повысить качество обработанной
поверхности и точность формообразования.
Наиболее широко механизм процесса электрохимического растворения
пассивирующихся' сплавов изучен в работе [30], где показано, что
материальный эффект и скорость электродных реакций зависят от комплекса
факторов и параметров (рабочий потенциал электрода, частота и плотность
переменного тока). Показано также, что емкостный ток, возникающий при
поляризации переменным током, в определенных условиях способен вносить
свой вклад в величину материального эффекта, а емкость электрода
определяется не только частотой и плотностью переменного поляризующего
тока, но и потенциалом рабочего электрода.
В последние годы проводятся широкие исследования процесса ЭХРО
униполярными импульсами технологического тока [31-33]. Применение
импульсного тока позволяет, по мнению авторов, получить высокие скорости
(до 103 А/см2) процесса обработки при большой точности. Однако широкое
практическое применение ЭХРО импульсами тока ограничено из-за наличия
таких явлений в межэлектродном промежутке, как диффузионный контроль и
фазовое запирание, при которых процесс обработки может полностью
прекратиться вследствие образования парогазовой пробки.
Более широко переменный асимметричный ток используется в следующих
технологических процессах:
- растворение металлов платиновой группы с целью приготовления и
корректировки электролитов для нанесения гальванических покрытий [34];
- электрохимическое травление как на переменном, так и на переменном
асимметричном токе позволяет существенно сократить длительность этого
процесса на нержавеющих сталях при одновременном улучшении качества
поверхности [35]; при травлении на переменном токе расход электрической
энергии на единицу протравленной продукции в 3-3,5 раза меньше по
сравнению с биполярным методом;
- электрохимическое нанесение многокомпозиционных покрытий [36], которые
имеют высокую сцепляе-
192
мость с основой, плотность и заметные толщины. Изменением лишь
электрического режима питания электролизера возможно изменять состав,
структуру и физико-механические свойства покрытий;
- при рафинировании золота [37], особенно в том случае, если оно содержит
