Влияние биполярных импульсов микросекундной длительности на электрохимическое полирование изделий из сплавов меди и высоколегированных коррозионностойких сталей

 Методы электрохимической обработки, обеспечивают качест- венное полирование и очистку поверхности с применением импуль- сов тока положительной и отрицательной полярности и позволяют 29 получить их в экологически безопасных электролитах и с малыми энергетическими затратами. Целью данной работы является исследование влияния биполяр- ного импульсного электрохимического полирования при микросе- кундной длительности импульсов на структуру и свойства поверхно- сти коррозионностойких сталей, а также исследование влияния дли- тельности импульсов, периода их следования и плотности тока на па- раметры съема металла. Исследования проводились при следующих диапазонах измене- ния действующих факторов: - материалы образцов – нержавеющая сталь AISI 316 L, медь М1; - образцы из нержавеющей стали AISI 316 L – отрезки трубы 12х1,5, площадь образцов – 3,7 см2; - образцы из меди М1 – параллепипеды 28х10х3 , площадь об- разцов – 2,9 см2; - амплитудная плотность тока положительных импульсов – 1, 2 и 3 А/см 2 ; - период следования импульсов – 40 мкс, 80 мкс, 160 мкс, 320 мкс; - длительность импульсов Та . Тк и пауз между импульсами Так и Тка выбиралась в пределах – 10 мкс, 20 мкс, 40 мкс и 80 мкс (Рису- нок 1); - отношение амплитуд отрицательного и положительного им- пульсов - 33% . - коэффициент заполнения – 25 %. Рисунок 1 - Диаграмма воздействующих импульсов Исследования нержавеющей стали AISI 316 L проводились в электролите следующего состава: H3PO4 - 50%, H2SO4 - 25%, глицерин C3H8O3 - 20%, H2O - 5% (об.). Исследования меди М1 проводились в электролите следующего состава: H3PO4 - 85%, глицерин C3H8O3 - 15% (масс.). Температура электролитов находилась в пределах 30± 5оС; Продолжительность об- работки всех образцов составляла 240 с. 30 Измерение шероховатости поверхности образцов до и после об- работки производилось профилометром MarSurf PS1. Оптические фо- тографии поверхности образцов до и после обработки производилось металлографическим микроскопом Altami MET1. Контроль и запись формы импульсов тока осуществлялись запоминающим цифровым осциллографом С8-46/1. Рисунок 2 - Внешний вид образцов после обработки при следующих режи- мах обработки: коэффициент заполнения – 25%, соотношение амплитуд по- ложительного и отрицательного импульсов - 33%; период следования им- пульсов – образцы 1-3 -40 мкс, плотность тока 1,2,3 А/см2 соответственно, образцы 4,5,13 - 80 мкс, плотность тока 1,2,3 А/см2 соответственно, образцы 7- 9 -160 мкс, плотность тока 1,2,3 А/см2 соответственно, образцы 10-12 -320 мкс, плотность тока 1,2,3 А/см2 соответственно 1 – 10 мкс, 2 – 20 мкс, 3 – 40 мкс, 4 – 80 мкс Рисунок 6 - Графики зависимости съема материала образца из нержавеющей стали от длительности импульсов и плотности тока Из результатов исследований, проведенных для нержавеющей стали можно сделать следующие выводы. Съем материала образца из нержавеющей стали не зависит от периода следования импульсов и их длительности, при этом наблюдается увеличение съема с 0,0025 г/см 2 до 0,0085 г/см 2 . 31 1 – 10 мкс, 2 – 20 мкс, 3 – 40 мкс, 4 – 80 мкс Рисунок 7 - Графики зависимости изменения шероховатости образца из нержавеющей стали от длительности импульсов и плотности тока Рисунок 8 - Внешний вид образцов из меди М1 до и после обработки 1 – 10 мкс, 2 – 20 мкс, 3 – 40 мкс, 4 – 80 мкс Рисунок 9 - Графики зависимости съема материала образца из меди от длительности импульсов и плотности тока 32 1 – 10 мкс, 2 – 20 мкс, 3 – 40 мкс, 4 – 80 мкс Рисунок 10 - Графики зависимости изменения шероховатости образца из меди от длительности импульсов и плотности тока Зависимость съема материала образца из нержавеющей стали от плотности тока показывает закономерное увеличение съема при ее увеличении с 1А/см 2 до 3 А/см 2 при неизменном отношении амплитуд 33%. Наиболее существенное снижение шероховатости поверхности достигается при длительности импульса 40 мкс и плотности тока 3 А/см 2 . Из результатов исследований, проведенных для меди можно сделать следующие выводы. Съем материала образца из меди зависит от периода следования импульсов и их длительности, при этом на- блюдается увеличение съема при увеличении длительности положи- тельного импульса до 80 мкс и периода следования импульсов до 320 мкс. Зависимость съема материала образца из меди от плотности тока показывает увеличение съема при ее изменении от 1 А/см 2 до 3 А/см 2 при длительности импульса 40 мкс. Наиболее существенное снижение шероховатости поверхности достигается при длительности импульса 80 мкс и плотности тока 3 А/см 2 . Таким образом использование биполярных электрических им- пульсов микросекундной длительности не оказывает существенного влияния на съем материала как для нержавеющей стали, так и для ме- ди, при этом шероховатость макрорельефа снижается при увеличении длительности импульсов до 80 мкс.