1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

1.1. Основы процессов ЭХО

Явление анодного растворения. Электрохимическая обработка металлов основана на способности их растворяться в результате оксидных реакций, происходящих в среде электропроводного раствора — электролита — под действием на него постоянного электрического тока. Такой химический процесс растворения металлов называют электролизом. Электролиз протекает при наличии источника питания электрическим током, электролита и двух металлических проводников, называемых электродами, каждый из которых находится в электролитической ванне с электролитом.

В электролите свободными электрическими зарядами являются ионы, образующиеся при растворении, например в воде солей, кислот или щелочей. Молекулы таких веществ, взаимодействуя с молекулами растворителя — воды, распадаются (диссоциируют) на положительно и отрицательно заряженные ионы. При этом движение ионов в электролите неупорядоченное. Под действием электрического поля, создаваемого источником питания, между электродом, соединенным с положительным полюсом и называемым анодом, и электродом-катодом, соединенным с отрицательным полюсом, возникает направленное движение ионов — отрицательно заряженные ионы (анионы) движутся к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду. В электролите, таким образом, возникает электрический ток, представляющий упорядоченное движение положительно и отрицательно заряженных ионов.

Схема движения ионов в наиболее часто применяемом для ЭХО электролите — водном растворе хлористого натрия NaCl — приведена на рис. 1.1. При растворении хлористого натрия в воде его молекула распадается на катион натрия Na⁺ и анион хлора С1-. Вода Н₂0 при этом также частично диссоциирует на катионы водорода Н+ и анионы гидроксила ОН-. При подаче на электроды напряжения от источника питания анионы гидроксила и катионы водорода вместе с анионами хлора и катионами натрия вынуждены под действием сил электрического поля перемещаться соответственно к катоду и аноду. Атомы поверхностного слоя электрода-анода 1, получая от движущихся к нему анионов хлора и гидроксила дополнительные отрицательные заряды, превращаются в положительные ионы железа. Последние под действием сложных катодных и анодных реакций взаимодействуют с ионами гидроксила и образуют гидрат оксида железа Fe(OH)₃, который в виде нерастворимого химического соединения выпадает в осадок. Таким образом происходит электрохимическое анодное растворение железа. Одновременно с этим на катоде выделяется водород, выходящий из электролита в виде пузырьков. Реакции, протекающие на катоде, как правило, не разрушают его, т. е. катод при ЭХО не изнашивается.

Параметры анодного растворения. Из приведенной на рис. 1.1 схемы видно, что электролиз протекает в межэлектродном промежутке (МЭП), под которым принято понимать пространство между поверхностями катода и анода. Следовательно, электрохимическое анодное растворение происходит без непосредственного механического контакта поверхностей катода и анода.

В соответствии с объединенным законом Фарадея объем V (см³) растворенного металла при электролизе прямо пропорционален объемному электрохимическому эквиваленту K_v данного металла, силе тока I и времени t:V=KvIt. Объемный электрохимический эквивалент Kv металла зависит от его валентности и атомной массы; эти величины для определенного металла (табл. 1.1) имеют постоянные значения.

На практике объем растворенного металла не всегда соответствует объему, рассчитанному по этой формуле. При определенном сочетании параметров процесса (плотности тока i на аноде, определяемой отношением силы тока I к площади анода S, вида обрабатываемого металла, состава и скорости обновления электролита в межэлектродном промежутке) объем растворенного металла относительно расчетного его значения может уменьшаться, а в некоторых случаях процесс анодного растворения полностью прекращается. Это объясняется образованием на поверхностях анода труднорастворимых оксидных пленок.

При наличии в электролите достаточного количества активирующих анионов, например анионов хлора С1-, происходит вытеснение из оксидной пленки кислорода и разрушение ее без дополнительных затрат электрической энергии. В таких процессах, называемых активными, электрическая энергия расходуется непосредственно на электрохимическое растворение металла анода. Если в электролите недостает активирующих анионов, то на электрохимическое анодное растворение этих пленок затрачивается дополнительная электрическая энергия. При этом эффективность процессов ЭХО существенно снижается. Такой процесс электрохимического анодного растворения металла называют пассивным.

Активное анодное растворение отличается от пассивного особенностями реакций, происходящих на аноде. Активное растворение характеризуется хорошей растворимостью металла анода, так как при этом побочные реакции, кроме основной — анодного растворения, не протекают. Активное растворение металла происходит, например, при электрохимическом травлении. При пассивном растворении часть электрической энергии расходуется на побочные реакции, обеспечивающие удаление с поверхностей анода труднорастворимых оксидных пленок. Пассивное растворение металла происходит, например, при электрохимическом абразивном полировании.

Повышение плотности тока i относительно оптимального ее значения может привести при определенных условиях к образованию оксидных пленок сложного состава, которые не растворяются при электролизе. При этом наступает полная пассивация, т. е. переход поверхностного слоя металла из активного состояния в пассивное, при котором процесс анодного растворения прекращается. Подобные пленки удаляют с поверхностей анода механически, например абразивной обработкой.

Эффективность процессов ЭХО оценивают так называемым коэффициентом выхода металла по току: п = V_ф/V, где V_ф — фактический объем растворенного металла при пропускании определенного количества электричества, см³; V — расчетный объем металла, который должен раствориться при пропускании того же количества электричества, см³.

С учетом коэффициента п уравнение, характеризующее объем (см³) растворенного металла, приобретает следующий вид: V_ф = Kv1tп). V_ф, как правило, всегда меньше расчетного V, т. е. п>1. Значение этого коэффициента п отражает характер анодного растворения: активное или пассивное. При активном растворении коэффициент выхода металла по току составляет обычно 0,5—1,0; при пассивном растворении п<0,5.

1.2. Разновидности процессов эхо

Отделочные процессы. К этим процессам относятся электрохимическое травление, полирование, жидкостно-абразивная обработка и удаление заусенцев. Отличительная особенность отделочных электрохимических процессов (кроме удаления заусенцев) состоит в том, что обработка осуществляется при относительно больших межэлектродных промежутках, исчисляемых десятками миллиметров.

Электрохимическое травление предназначено для удаления с обрабатываемой поверхности оксидных пленок,

образующихся при предварительной термической или химической обработке заготовок или деталей. В зависимости от толщины оксидной пленки и ее химического состава применяют несколько способов электрохимического травления.

Для удаления тонких оксидных пленок (порядка нескольких микрометров) используют анодное травление (рис. 1.2). При этом заготовка подключается к положительному полюсу источника питания.

В результате электролиза оксидная пленка высшей валентности (Fе₂0_з) переходит в пленку низшей валентности (FeO), которая, растворяясь в электролите, удаляется с поверхности детали или заготовки.

Для отслоения относительно толстых оксидных пленок (до 0,3—0,5 мм) применяют катодное травление (рис. 1.3). В этом случае заготовку подключают к отрицательному полюсу источника питания. При электролизе в местах разрывов (трещин) оксидной пленки выделяются пузырьки водорода, которые отрывают («взрыхляют») пленку от основного металла заготовки, очищая тем самым ее поверхность.

Наибольший эффект при удалении толстых оксидных пленок достигается поочередным подключением обрабатываемой детали к положительному и отрицательному полюсам источника питания, т. е. изменением полярности детали и электрода во времени (рис. 1.4, а). График, изображенный на рис. 1.4, б, поясняет временное изменение полярности через каждые 5 мин. В течение первых 5 мин происходит катодное «взрыхление» оксидной пленки, а в течение вторых 5 мин — анодное растворение ее остатков в электролите.

В отдельных случаях, например при травлении деталей с малыми сечениями, применяют так называемое биополярное.

травление (рис. 1.5). В этом случае деталь размещают между двумя электродами, один из которых подключен к положительному, а второй — к отрицательному полюсам источника питания. При прохождении электрического тока в среде электролита от электрода-анода к электроду-катоду возникает падение напряжения на участках между электродами и деталью. В результате этого деталь заряжается отрицательно относительно электрода-анода и положительно относительно электрода-катода. При этом оксидная пленка с правой плоскости (см. рис. 1.5) детали удаляется по принципу анодного травления.

Электрохимическое полирование применяют для сглаживания микронеровностей на поверхностях деталей, образующихся, например, при механической обработке металлов резанием.

Схема электрохимического полирования изображена на рис. 1.6. Деталь присоединяют к положительному, а инструмент— к отрицательному полюсам источника питания. При подаче напряжения на электроды начинается процесс растворения металла детали, являющейся анодом. Растворение металла протекает главным образом на выступах микронеровностей, так как толщина оксидной пленки на них меньше, чем на впадинах, кроме того, плотность тока на вершинах микронеровностей более высокая. В результате избирательного растворения, т. е. большей скорости растворения выступов, микронеровности сглаживаются и поверхность детали приобретает характерный металлический блеск.

При электрохимическом полировании существенные дефекты (забоины, царапины и т. д.) с поверхностей деталей не удаляются. В отличие от травления при электрохимическом полировании

деталь подключают только к положительному полюсу источника питания, а инструмент — к отрицательному.

Разновидностью этого процесса ЭХО является электрохимическое абразивное полирование (рис. 1.7) в абразивонесущем электролите. В этом случае анодное растворение микронеровностей сочетается с механическим удалением оксидной пленки абразивными зернами, не связанными друг с другом какой-либо связкой.

При таком способе полирования (анодно-механическом) брусок из дерева, пластмассы или другого диэлектрического материала, линейно перемещаясь относительно обрабатываемой поверхности, прижимает абразивные зерна к полируемой детали и перемешивает их. В результате этого одновременно с анодным растворением микронеровностей происходит механическое истирание их абразивными зернами.

Электрохимическая жидкостно-абразивная обработка предназначена для скругления наружных острых кромок деталей и удаления с них заусенцев. Обработку деталей выполняют в медленно обновляемом электролите с одновременным механическим воздействием на обрабатываемые поверхности твердых тел (фарфоровых шаров, кусков абразивных кругов и т. п.).

При электрохимической жидкостно-абразивной обработке (рис. 1.8) полость барабана, являющегося катодом, заполнена электролитом, абразивным материалом и обрабатываемыми деталями. В центре барабана расположен металлический стержень-анод. При относительно медленном вращении барабана на

перемещающиеся в нем детали одновременно воздействуют абразивный материал и электролит, через который проходит электрический ток. При этом анодное растворение металла деталей протекает по рассмотренной ранее биполярной схеме. Обрабатываемые детали при перемещении в барабане электрически контактируют через электролит то со стенками барабана-катода, то со стержнем-анодом и соответственно получают то положительную при соединении с анодом, то отрицательную при соединении с катодом полярность. Кроме того, по мере удаления деталей от анода или катода изменяется плотность тока, что обусловливает активное или пассивное растворение металла. В связи с тем, что абразивный материал более интенсивно воздействует на выступающие части (заусенцы, острые кромки) деталей, удаление оксидных пленок, а следовательно, и растворение металла на этих участках протекают быстрее, чем на других обрабатываемых поверхностях деталей. Регулируя время и параметры анодного растворения, добиваются удаления заусенцев и притупления острых кромок на деталях без изменения их формы и размеров.

Несколько по другой технологической схеме происходит электрохимическая жидкостно-абразивная обработка полостей литых крупных заготовок. В этом случае в полость заготовки, являющейся анодом, вводят один или несколько металлических катодов, а межэлектродный промежуток заполняют на 20—30% его объема абразивонесущим электролитом. При медленном совместном вращении катода и анода происходит электрохимическая жидкостно-абразивная обработка, т. е. частичное или полное удаление литейных пороков.

Электрохимическое удаление заусенцев осуществляют в труднодоступных местах деталей, например с кромок

перекрещивающихся отверстий, с крупномодульных шестерен и шлицевых валов.

На рис. 1.9, а показана схема электрохимического растворения заусенцев небольшого размера. Электролит (на рисунке указан стрелками) прокачивается между электродом-анодом и вершиной заусенца. При этой схеме обработки происходит постепенное растворение заусенца от его вершины к основанию.

При удалении заусенцев больших размеров электрод-инструмент располагают у основания заусенца (рис. 1.9, б). При этом весь заусенец не растворяется, а растворяется только часть его у основания. Вершина заусенца после электрохимического растворения его основания уносится из рабочей зоны прокачиваемым через межэлектродный промежуток электролитом.

Особенность процесса электрохимического удаления заусенцев заключается в том, что наряду с растворением заусенцев происходит неизбежное скругление кромок заготовок, с которых удаляются эти заусенцы.

Формообразующие процессы. Эти процессы электрохимической обработки в зависимости от физико-химических особенностей съема материала заготовки разделяются на две группы:

размерную электрохимическую обработку, охватывающую виды ЭХО, при осуществлении которых припуск с заготовки удаляется за счет электрохимического растворения, и комбинированную электрохимическую обработку, объединяющую разновидности ЭХО, при реализации которых припуск с заготовки удаляется электрохимическим растворением с одновременным механическим или электрохимическим воздействием.

Размерная электрохимическая обработка служит для придания заготовке нужной формы и размеров. В отличие от отделочных процессов ЭХО, выполняемых в необновляемом или в незначительно обновляемом электролите, размерная электрохимическая обработка происходит при непрерывном и интенсивном обновлении электролита, прокачиваемого под давлением через межэлектродный промежуток. Принудительное удаление электролита из рабочей зоны позволяет вести формообразование обрабатываемых поверхностей с меньшим, чем при электрохимическом травлении и полировании, межэлектродным промежутком. При этом на участках обрабатываемой поверхности с минимальным значением a_min межэлектродного промежутка (рис. 1.10, a) плотность тока выше, чем на участках с большим его значением а_mах. так как при a_min электрическое сопротивление рабочей среды (электролита) меньше, чем при а_mах. Соответственно этому анодное растворение металла на участках с минимальным значением межэлектродного промежутка будет протекать в начальной стадии обработки более интенсивно, чем на участках с большими значениями межэлектродного промежутка.

Таким образом, особенностью размерной электрохимической обработки является неодинаковая скорость растворения металла обрабатываемой заготовки на участках с различными значениями межэлектродного промежутка. В связи с этим на все участки обрабатываемой заготовки, включая и участки с максимальным межэлектродным промежутком, назначают в зависимости от скорости растворения определенные припуски на обработку.

Электрод-инструмент 1 (рис. 1.10), рабочий профиль которого имеет форму, соответствующую форме окончательно обработанной детали или ее части, перемещается с определенной скоростью к неподвижно установленной заготовке — аноду — в направлении, показанном на рис. 1.10 стрелками. По мере растворения металла заготовки (в основном на участках с минимальными значениями межэлектродного промежутка) и перемещения на соответствующее расстояние электрода-инструмента обрабатываемая поверхность приобретает форму поверхности электрода-инструмента (рис. 1.10, б, в). Такой вид ЭХО называется электрохимическим объемным копированием.

Существуют технологические схемы электрохимического объемного копирования не только одним, но и несколькими одновременно перемещающимися электродами-инструментами. На рис. 1.11, а представлена схема электрохимического копирования с двумя подвижными электродами-инструментами, которые располагаются по обе стороны заготовки. При этом формообразование обрабатываемой поверхности производится одновременно с двух сторон заготовки, жестко закрепленной в определенном положении.

При электрохимическом формообразовании применяют также один, реже два неподвижных электрода. В этом случае по мере растворения металла заготовки увеличивается межэлектродный промежуток и соответственно уменьшается плотность электрического тока, что снижает постепенно производительность обработки. Такой вид ЭХО называется электрохимическим калиброванием. Этот вид ЭХО, характеризующийся удалением с обрабатываемых поверхностей заготовок незна-

чительных припусков (0,5—1,0 мм), применяют для исправления геометрических размеров предварительно выполненных наружных и внутренних поверхностей заготовок.

Образование канавок различной формы может выполняться по технологической схеме, изображенной на рис. 1.11, б. При этом заготовка и электрод-инструмент в процессе обработки неподвижны относительно друг друга.

Поверхности электрода-инструмента, не участвующие в формообразовании детали, защищают электроизоляционным слоем 3.

Вид ЭХО, с помощью которого выполняются отверстия и полости постоянного сечения, называется электрохимическим прошиванием. При этом виде обработки (рис. 1.11, в) электрод-инструмент, поступательно перемещаясь, внедряется в заготовку со скоростью, разной скорости электрохимического растворения металла. Формообразование цилиндрических поверхностей по этой схеме может сопровождаться вращением электрода-инструмента или заготовки; в отдельных случаях применяют одновременное встречное вращение заготовки и электрода-инструмента. При прошивании цилиндрических отверстий в твердых сплавах в качестве электрода-инструмента применяют токопроводящие алмазоносные пустотелые инструменты. Для предотвращения растравливания стенок обработанных отверстий нерабочие поверхности электродов-инструментов покрывают электроизоляционным слоем.

На рис. 1.11, г изображена схема электрохимического точения фасонных поверхностей тел вращения. В этом случае рабочая подача электрода-инструмента осуществляется за счет перемещения электрода-инструмента к оси вращения заготовки. Применяется данный способ обработки при формообразовании наружных, внутренних и торцовых поверхностей заготовок из труднообрабатываемых металлов, а также тонкостенных деталей.

Электрохимическое точение (рис. 1.11,5) с одновременным вращением заготовки и электрода-инструмента применяют, если необходимо получить обрабатываемый диаметр с погрешностью 0,005—0,02 мм.

При электрохимическом прорезании щелей (рис. 1.11,е) а также отрезке заготовок электрод-инструмент вращается, а рабочая подача осуществляется перемещением заготовки. Электролит в этом случае поступает в рабочую зону за счет захватывания его поверхностью вращающегося электрода-инструмента.

Различные цифры, буквы и другие обозначения можно наносить на металлические детали электрохимическим маркированием. Различают трафаретное и бестрафаретное электрохимическое маркирование. В первом случае на деталь

укладывают трафарет с нужным изображением; рабочая часть электрода-инструмента имеет плоскую (непрофилированную) форму. При бестрафаретном маркировании рабочая часть электрода-инструмента (штемпеля) повторяет в зеркальном изображении наносимую маркировку. Электрохимическое маркирование с помощью штемпелей (рис. 1.11, ж) выполняют при неподвижных относительно друг друга детали и электроде-инструменте. При неглубоком маркировании (порядка 0,005 мм) обновление электролита в рабочей зоне не производят, а только смачивают им. место маркировки. Глубокое (0,1—0,2 мм) маркирование производят при непрерывной подаче электролита в рабочую зону.

Методы комбинированной электрохимической обработки, сопровождающиеся дополнительным удалением металла заготовки за счет механического, или электротермического воздействия, осуществляются при быстром перемещении рабочих поверхностей электродов-инструментов относительно обрабатываемых поверхностей заготовки. Это обеспечивается или вращением электрода-инструмента (электрохимическое шлифование), или возвратно-поступательным движением брусков (суперфиниширование), или движущейся лентой (анодно-механическая обработка).

Комбинированная электрохимическая обработка, которой характерно кратковременное контактирование рабочей поверхности электрода-инструмента с обрабатываемой поверхностью заготовки, осуществляется при межэлектродных промежутках, исчисляемых сотыми, а иногда и тысячными долями миллиметра. При таких малых межэлектродных промежутках технически сложно осуществить обновление электролита в них прокачиванием. Поэтому при комбинированной электрохимической обработке обновление электролита в межэлектродном промежутке осуществляется главным образом за счет захватывания его быстро перемещающейся поверхностью электрода-инструмента.

Электрохимическое шлифование, входящее в группу комбинированной электрохимической обработки, выполняется абразивными (алмазными) кругами, проводящими электрический ток. На практике применяют электрохимическое плоское, профильное и круглое шлифование поверхностей заготовок, а также электрохимическую заточку резцов и других режущих инструментов.

Электрохимическое плоское шлифование периферией токопроводящего абразивного (алмазного) круга выполняют по технологической схеме, изображенной на рис. 1.12, а. На периферию вращающегося абразивного круга-катода 1 через сопло 2 подают электролит. Часть его под действием центробежных сил отбрасывается, а часть увлекается в зону резания, т. е. в межэлектродный промежуток а, соответствующий в этом слу-

чае «вылету» абразивных зерен 4. Анодное растворение и абразивное резание обрабатываемого металла происходят только в зоне непосредственного контакта режущей части инструмента с обрабатываемой поверхностью заготовки 3 (рис. 1.12,а, вид А). Съем металла со всей обрабатываемой площади производится при перемещении заготовки относительно инструмента, соответствующем движению заготовки при механическом шлифовании. По этой же схеме выполняют и профильное шлифование. При этом периферии абразивного круга придают профиль, соответствующий зеркальному отображению обрабатываемой поверхности заготовки.

При электрохимическом плоском шлифовании заготовок торцом чашечного круга электролит подается через центральное отверстие круга в его внутреннюю полость, откуда под действием центростремительных сил электролит попадает в рабочую зону между торцом круга и обрабатываемой поверхностью заготовки. При этом заготовка совершает возвратно-поступательное перемещение. Съем металла производится одновременно по всей ширине обрабатываемой заготовки.

Электрохимическое круглое шлифование наружных поверхностей заготовок производят по технологической схеме, представленной на рис. 1.13, а, внутренних поверхностей по схеме, изображенной на рис. 1.13, б. На периферию вращающегося абразивного

круга-катода через сопло подают электролит, часть которого увлекается в межэлектродный промежуток. При этом заготовка вращается и совершает возвратно-поступательное перемещение вдоль оси вращения круга.

В отличие от рассматриваемых процессов шлифования электрохимическую заточку (см. рис. 1.12, б) производят шлифованием всей поверхности затачиваемого инструмента 2 одновременно при механическом контакте ее с торцовой поверхностью круга 1. При заточке резец или другой затачиваемый инструмент перемещают в направлении, указанном на рис. 1.12,6 стрелкой.

На рис. 1.14,а представлена технологическая схема электрохимического хонингован и я. Электрод-инструмент (хон), состоящий из электропроводной штанги 1 и нетокопроводных абразивных брусков 2, вращается и имеет относительно заготовки 3 возвратно-поступательное перемещение, при этом бруски в процессе обработки прижимаются с определенным постоянным усилием к обрабатываемой поверхности.

Электролит прокачивается между обрабатываемой поверхностью заготовки и электропроводной штангой. Съем металла заготовки происходит за счет анодного растворения и механического резания абразивными зернами брусков. Одновременное электрохимическое и механическое воздействие на обрабатываемую поверхность заметно сокращает время обработки.

Электрохимическое суперфиниширование выполняют по схеме, представленной на рис. 1.14,6. Нетокопроводный абразивный брусок (притир) 2 поджимается к обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки 3 и, перемещаясь вдоль ее оси, одновременно совершает колебательные движения также вдоль оси заготовки.

В результате электролиза во впадинах и выступах микронеровностей обрабатываемой поверхности образуется прочная пассивная пленка, удалить которую удается лишь абразивными зернами бруска. Брусок удаляет эту пленку преимущественно на микровыступах, оголяя в этих местах металл для перевода его поверхностного слоя в прочную нерастворимую пленку, исчисляемую тысячными долями микрона. Удаление пленок с выступов и вновь их образование происходят до тех пор, пока разница между выступами и впадинами микронеровностей становится не больше требуемой чертежом.

В результате суперфиниширования одновременно с уменьшением шероховатости обрабатываемой поверхности повышается и точность формы цилиндрических поверхностей.

А н о д н о-м е х а н и ч е с к а я обработка основана на сочетании электротермических и электрохимических процессов при одновременном механическом воздействии инструмента-катода на обрабатываемую поверхность. Электротермические процессы заключаются в том, что при кратковременном электрическом контакте микровыступов обрабатываемого участка заготовки с рабочей частью инструмента-катода происходит разрушение оксидной пленки и образование так называемых каналов проводимости тока вследствие ионизации межэлектродного промежутка. По этим каналам при соответствующем напряжении на электродах (17—20 В) проходит электрическая энергия в виде импульсных и дуговых разрядов. В результате высокой концентрации энергии на относительно небольших участках обрабатываемой поверхности повышается температура поверхностного слоя заготовки; при этом металл заготовки плавится, частично испаряется и в виде расплавленных частиц переходит к электролит. Разрушение (эрозия) металла под действием электротермических процессов продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, находящийся на расстоянии, при котором возможен электрический пробой межэлектродного промежутка.

В отличие от рассмотренных технологических схем ЭХО в этом случае под действием электротермических явлений разрушается в зоне обработки не только заготовка, но и электрод-инструмент.

При анодно-механическом формообразовании в качестве электролита используют водный раствор силиката натрия Na₂Si0₃, или жидкое стекло. При прохождении через этот раствор электрического тока катионы натрия Na+ на катоде вступают в реакцию с водой, образуя щелочь NaOH и водород Н₂. Одновременно с этим диоксид кремния Si0₃ распадается на оксид кремния Si0₂ и кислород, в результате чего на аноде образуется силикатная пленка (оксид кремния), обладающая

высоким электрическим сопротивлением. При напряжении на электродах ниже 15 В силикатная пленка разрушается перемещающимся относительно обрабатываемой поверхности инструментом, что активизирует последующее анодное растворение. Одновременно перемещающийся инструмент удаляет и продукты растворения из зоны обработки. При указанном напряжении на электродах, т. е. ниже 15 В, съем металла заготовки осуществляется в основном за счет анодного растворения. При повышении напряжения на электродах до 17—20 В происходят электрические пробои межэлектродного пространства и эрозионное разрушение металла заготовки; при этом процесс анодномеханической обработки ускоряется в десятки раз. На рис. 1.15 приведены технологические схемы анодно-механической отрезки металлическим диском и лентой.

Электроэрозионн о-х имическая обработка основана на совмещении электрохимической обработки с электроэрозионным разрушением металла. Одна из особенностей электроэрозионно-химического процесса заключается в том, что напряжение на электродах U_а (рис. 1.16), подводимое к электродам от источника питания, изменяется во времени т. При этом максимальное напряжение U_им электрического пробоя подбирают равным напряжению электрического пробоя U_прэлектролита в зависимости от значения а_пр межэлектродного промежутка (см. рис. 1.17).

В период Т₁ (см. рис. 1.16), когда напряжение на электродах возрастает от 0 до U_пр, происходит электрохимическая обработка. При напряжении U_пр наступает электрический пробой межэлектродного пространства, после чего некоторое время металл разрушается за счет эрозии, несмотря на уменьшение напряжения. Эрозионное разрушение металла (рис. 1.17) происходит на участках, где выступы микронеровностей обрабатываемой поверхности максимально приближены к обрабатывающей поверхности электрода-инструмента. Для разрушения металла на следующем участке обрабатываемой поверхности необходимо не только подать на электроды очередной импульс напряжения, но и сблизить их на расстояние п (см. рис. 1.17).

В течение времени т_з (см. рис. 1.16) на участке, где в начальный период обработки произошло эрозионное разрушение металла, вновь наступает анодное растворение. Такое чередование стадий обработки протекает только на участках, где произошло эрозионное разрушение оксидной пленки. На участках, не подвергнутых эрозионному разрушению, металл снимается только за счет анодного растворения.

Электроэрозионно-химическую обработку называют также электрофизико-химической. Такой термин объективно отражает сущность этого процесса, так как здесь совмещены электрофизические (эрозия) и электрохимические (анодное растворение) процессы формообразования.