Электролитно-плазменное полирование

Физико-химическая сущность ЭПП

Анодная полировка в электролите может проходить в нескольких режимах. На приведённом ниже рисунке схематично показана вольт-амперная характеристика процесса анодной полировки, в которой чётко прослеживаются три участка. Зона ОА – соответствует обычному низковольтному электролизу. При увеличении напряжения на электродах электролитной ячейки до 60-70 V и плотности тока до 10-16 А/cм2 возникает коммутационный режим (зона АВ на графике). Промежуток АВ характеризуется периодическим образованием парогазовой оболочки (ПГО) вокруг активного электрода. Третий режим процесса (зона ВС) возникает при достижении величины напряжения больше чем 150 V и до 360-380 V. Характеризуется образованием стабильной парогазовой оболочки – это режим электролитно-плазменной обработки. (Рис. 1 - Обобщенная вольтамперная характеристика ЭПП)

В режиме ЭПП, возле поверхности детали, имеющей меньшую площадь, удельная плотность мощности достаточна для образования стабильной парогазовой оболочки. Сформировавшаяся, по средствам локального пленочного вскипания электролита, оболочка из пара и газа отжимает электролит от поверхности детали и значительно увеличивает электрическое сопротивление в цепи деталь-электролит. При этом сила тока резко уменьшается, а напряжение источника питания почти полностью прикладывается к образовавшейся парогазовой оболочке. Высокая локальная напряженность электрического поля вызывает частичную ионизацию газа в парогазовой оболочке и протекание через неё электрического тока в виде импульсных и диффузных электрических разрядов. Таким образом, возникает новая активная среда, оказывающая ещё более эффективное воздействие на материал поверхности детали. При этом происходит полирование поверхности детали. Поскольку наибольшая вероятность электрических разрядов через парогазовую оболочку существует на микровыступах поверхности и удаление материала происходит, прежде всего, на них. (Рис. 2 — Схема процесса электролитно-плазменного полирования)
Назначение и область применения ЭПП

В настоящее время существуют режимы электролитно-плазменного полирования (ЭПП), позволяющие обрабатывать различные металлические материалы, в том числе железо, никель, хром, низкоуглеродистые,инструментальные и нержавеющие стали, сплавы алюминия, меди, титана.

Следует отметить, что электролитно-плазменное полирование (ЭПП) обладает комбинацией технологических качеств, которые не достигаются другими методами обработки поверхности. Например, высококачественные, блестящие поверхности на нержавеющей стали могут достигаться и с применением механической обработки, однако при этом ухудшается качество поверхности полируемых деталей из-за возникновения механических напряжений и загрязнений металла полирующими пастами. К тому же технология механического полирования требует построения многостадийного, трудоёмкого и дорогостоящего процесса.
Важным преимуществом метода ЭПП является возможность полирования изделий сложной формы.

Наиболее перспективными направлениями применения технологии ЭПП являются:

• Полирование видовых деталей машин и приборов для прямого использования или в качестве подготовительной операции для нанесения различных покрытий;
• Полирование коррозионностойких деталей химического оборудования;
• Полирование имплантатов, инструментов и медицинского оборудования;
• Полирование гребных винтов и лопастей гидроагрегатов;
• Полирование деталей оборудования пищевой промышленности и посуды из нержавеющих сталей;
• Полирование сантехнического оборудования, деталей осветительных приборов, мебельной фурнитуры.
Требования к качеству

Электрополировка позволяет получить поверхность с шероховатостью до Ra 0,04 мкм. Однако повышение качества поверхности возможно только на 2-3 класса. Увеличение времени обработки не приводит к дальнейшему снижению шероховатости. Таким образом, шероховатость поверхности, достигаемая при использовании метода ЭПО, зависит от качества предварительной подготовки.

Так, например, для получения поверхности с шероховатостью Ra 0,08...0,16 мкм, необходимо предварительное механическое шлифование до Ra 0,63...1,25 мкм.

Электролитно-плазменное полирование

Физико-химическая сущность ЭПП

Назначение и область применения ЭПП

Требования к качеству

Белорусский национальный технический унииверситет

Республиканское инновационное унитарное предприятие "Научно-технологический парк БНТУ “Политехник”

Научно-исследовательский сектор перспективных технологий