СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ В АРМИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛАХ Российский патент 2003 года по МПК B23H5/06 B23H3/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке различных поверхностей в материалах высокой степени твердости.

Известен способ комбинированного получения каналов в диэлектрических материалах, включающий предварительную установку стержневой металлической арматуры с последующим анодным растворением в ультразвуковом поле (1).

Недостатками способа являются возможность получения отверстий только в материалах с высоким удельным сопротивлением и невозможность получения глухих каналов.

Известен способ получения глухих каналов, при котором в качестве арматуры используется тонкая трубка, а подвод тока осуществляется через ее внутреннюю изолированную поверхность (2).

Недостатком данного способа также является невозможность обработки поверхности в электропроводящих материалах.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей производства посредством внедрения способа комбинированной обработки поверхностей в армируемых электропроводящих материалах.

Это достигается тем, что осуществляют анодное растворение в ультразвуковом поле металлической арматуры, предварительно установленной в заготовке-матрице, при этом сначала определяют граничные значения зоны пассивации материала заготовки-матрицы, затем увеличивают значение нижней границы на величину до 10% и уменьшают значение верхней границы на величину до 15% с получением зоны потенциалов обработки, уменьшенной по сравнению с зоной пассивации на величину до 25%, после чего определяют величину технологического напряжения и проводят обработку до полного растворения арматуры.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показаны сравнительные поляризационные кривые, при помощи которых производится подбор пары материалов арматуры 1 и матрицы 2. Наличие участка 3 (зона потенциалов обработки), в пределах которого наблюдается активное растворение арматуры при пассивации поверхности матрицы в ультразвуковом поле, позволяет объединить такую пару материалов в единую технологическую ячейку. Для электропроводящих матриц ширина зоны потенциалов обработки 3 уменьшается, как показано выше, на величину до 75% от принципиально возможного диапазона. Это связано с тем, что в начале пассивной зоны устойчивость блокирующих пленок на поверхности матрицы может быть недостаточной для предотвращения поверхностей от растравливания при введении в объем электролита ультразвуковой энергии. Переход пассивной зоны в зону трансактивного растворения сопровождается образованием трещин в блокирующих пленках, что облегчает их отрыв от поверхности матрицы и также требует уменьшения зоны потенциалов обработки от верхней границы зоны пассивации.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 2). К матрице 1, установленной на расстоянии начального межэлектродного зазора над поверхностью катода 4, с обрабатываемыми по внутренней (фрагмент 2) или наружной стороне арматуры 3, подводится технологическое напряжение. В соответствии с условиями, полученными для сравнительных поляризационных кривых, электрохимическая ячейка заполняется электролитом 5. Развитие ультразвукового поля происходит в камере 6, смонтированной на торце ультразвукового концентратора 7. После включения технологического напряжения и генерации ультразвуковых колебаний начинается растворение арматуры. Растворение металлической матрицы предотвращается пассивационной пленкой-протектором. При этом режимы электрического и ультразвукового полей обеспечивают активное растворение арматуры и сохранение окисного слоя на поверхности матрицы. По окончании растворения арматуры поверхности являются сформированными, из матрицы 1 извлекается фрагмент 2, и на основании конструктивно-технологических требований к детали передаются для дальнейшей обработки (например, для дополнительной промывки или термической обработки). Представленный способ отличается от прототипов тем, что получение деталей в данной схеме возможно не только за счет использования наружной поверхности арматуры (получение сквозных и глухих отверстий), но и ее внутренней поверхности. В ряде случаев при получении точных сопряжении используется основная матрица и ее фрагмент.

Конкретный пример выполнения способа. Необходимо обработать поверхность в матрице из твердого сплава, например ВК-8.

Путем использования сравнительных поляризационных кривых (фиг. 1) определяют граничные значения зоны пассивации сплава ВК-8. Затем полученные значения уменьшают от принципиально возможных на величину до 25%. Для арматуры из латуни Л63 в электролите 10% NaCl они соответствует технологическому напряжению 8,2-14 В. Уровню ультразвукового воздействия, обеспечивающего сохранение блокирующей пленки окисла, соответствует частота колебаний 18,5-19 КГц и амплитуда 5-6 мкм.

После определения необходимых режимов технологическая камера 6 (фиг. 2) заполняется электролитом. Начальный межэлектродный зазор (МЭЗ) между заготовкой-матрицей, технологическая арматура в которой соответствует припуску на обработку, устанавливают в пределах 0,20-0,25 мм. После включения технологического напряжения, равного 12 В, и источника ультразвуковых колебаний производится полное растворение арматуры и промывка полученной детали.

Источники информации
1. Смоленцев В.П. и Трофимов В.В. Электрохимическое получение отверстий малого диаметра в диэлектриках // Электронная обработка материалов. 6, 1987, с.76-77.

2. А.С. 1673329 (СССР), МКИ В 23 Н 3/00, 9/14. Способ изготовления диэлектрических деталей с отверстиями / Смоленцев В.П., Трофимов В.Т. и Трофимов В.В. - 30.08.91. Бюл. 32.

Изобретение может быть использовано при обработке различных поверхностей в материалах высокой степени твердости. Осуществляют анодное растворение в ультразвуковом поле металлической арматуры, предварительно установленной в заготовке-матрице. При этом сначала определяют граничные значения зоны пассивации материала заготовки-матрицы. Значение нижней границы увеличивают на величину до 10% и уменьшают значение верхней границы на величину до 15%. Зона потенциалов обработки уменьшена по сравнению с зоной пассивации на величину до 25%. Затем определяют величину технологического напряжения и проводят обработку до полного растворения арматуры. Режим электрического и ультразвуковых полей обеспечивает активное растворение арматуры и сохранение окисного слоя на поверхности матрицы. Готовая деталь не требует дополнительной механической обработки. 2 ил.

Способ комбинированной обработки поверхностей в армируемых электропроводящих материалах, заключающийся в том, что осуществляют анодное растворение в ультразвуковом поле металлической арматуры, предварительно установленной в заготовке-матрице, при этом сначала определяют граничные значения зоны пассивации материала заготовки-матрицы, затем увеличивают значение нижней границы на величину до 10% и уменьшают значение верхней границы на величину до 15% с получением зоны потенциалов обработки, уменьшенной по сравнению с зоной пассивации на величину до 25%, после чего определяют величину технологического напряжения и проводят обработку до полного растворения арматуры.