Електрохімічна обробка матеріалів - Курсовая работа

У сучасному машинобудуванні виникають технологічні проблеми, повязані з обробкою нових матеріалів і сплавів (наприклад, жаро і кислотостійкі, спеціальні нікелеві стали, тугоплавкі сплави, композити, неметалеві матеріали: алмази, рубіни, германій, кремній, порошкові тугоплавкі матеріали тощо) форму й загальний стан поверхневого шару яких важко давалися відомими механічними методами. До таких проблем належить обробка дуже міцних або дуже вязких матеріалів, тендітних і неметалічних матеріалів (кераміка), тонкостінних не жорстких деталей, і навіть пазів і отворів, мають розміри на кілька мкм; отримання поверхонь деталей з малої шорсткістю, і дуже малій завтовшки дефектного поверхневого шару. Іще при сильному збільшенні здаються тупими і лезо бритви, і кінчик швейної голки, і навіть межі піщинки. Недоліками ручного виробництва є неможливість отримувати стабільні характеристики голок, голки з наперед заданими властивостями і екстремальними геометричними параметрами. Складність завдання полягає в тому, що про хід процесу травлення можна судити тільки за величиною струму, що протікає через голку.До сучасних методів обробки матеріалів відносять такі методи: 1. електрофізичні та електрохімічні;У електрофізичні і електрохімічні методи обробки включають також методи ультразвукові, плазмові і ряд інших методів.Цю обробку застосовують для зміни фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей металів, що визначають технологічні та експлуатаційні характеристики деталей. При термічній обробці відбуваються структурні та фазові зміни, а також зміни напруженого стану металу. В результаті нерівномірності нагрівання та охолодження при термічній обробці виникають термічні напруження, а не рівномірність структурних приростів в часі та по січенню даної заготовки викликає структурні напруження, що призводить до деформації (короблення).В першому випадку відбувається формоутворення нових елементів заготовки (різьб, зубчастих поверхонь, шліців, рифлень), у другому випадку відбувається обробка поверхонь шляхом згладжування нерівностей та зміцнення поверхневого шару заготовки. Обробку поверхонь проводять накаткою зовнішніх поверхонь ущільнюючими роликами (чи кульками), розкочування циліндричних отворів роликовими чи кульковими розкатками, дорнуванням отворів, калібрування отворів кульками чи оправками, алмазним вигладжуванням поверхонь обертання. Ці методи продуктивні і забезпечують високу якість поверхні; обробка проводиться на універсальному устаткуванні та легко автоматизується. В однокамерній машині мийний розчин, що подається насосом, інтенсивно обмиває деталі зі всіх сторін; розчин стікає до відстійника і, проходячи через фільтр, знову надходить до насосу. Великі деталі (корпуса, станини) перед обробкою очищають привідними стальними щітками з наступним обдуванням струменем стисненого повітря.Тепер розглянемо більш детальніше методи електрохімічної обробки матеріалів. Методи електрохімічної обробки матеріалів засновані на хімічних процесах, що виникають у результаті проходження електричного струму через ланцюг, утворений провідниками (електродами) і рідиною ,що знаходиться між ними (електролітом). При проходженні постійного електричного струму через електроліт на поверхні заготовки, включеної в електричний ланцюг і яка є анодом, відбуваються хімічні реакції і поверхневий шар металу перетворюється в хімічну сполуку. Електрохімічне розчинення металів включає в себе дві основні групи процесів: примусове розчинення за рахунок зовнішнього струму (Анодне розчинення) і мимовільне розчинення в результаті хімічного взаємодії з навколишнім середовищем (корозійне руйнування).Практичне використання електрохімічних методів почалося з 30-х рр. Суть методу полягає в тому, що під дією електричного струму в електроліті відбувається розчинення матеріалу анода (анодне розчинення), причому найшвидше розчиняються виступаючі частини поверхні, що приводить до її вирівнювання.Анодно-гідравлічна обробка вперше була застосована в Радянському Союзі в кінці 20-х рр. для витягання із заготівки залишків застряглого зламаного інструменту. Проте процесу розчинення заважають продукти електролізу, обробки, що скупчуються в зоні, і виснаження електроліту. Видалення продуктів розчинення і оновлення електроліту здійснюються або механічним способом (анодно-механічна обробка), або прокачуванням електроліту через зону обробки. Цим методом, підбираючи електроліт, можна обробляти практично будь-які струмопровідні матеріали, забезпечуючи високу продуктивність у поєднанні з високою якістю поверхні.У тунельної мікроскопії використовуються голки з над малим радіусом заокруглення кінця (до 1 нанометра і менше). Такі голки можна отримати в процесі електрохімічного травлення тонкого дроту (діаметром 0,2 - 0,3 мм) з повільно окислюються металів (наприклад, вольфраму). 1) під дією власної ваги падає, при цьому на місці розриву утворюється голка, так як шар металу зменшується в процесі деформації поступово. Оцінки показують, що технологія травлення голок в плівці дозволяє отримуват

Зміст

Вступ

Розділ 1. Методи обробки матеріалів

1.1 Сучасні методи обробки

1.1.1 Електрофізичні та електрохімічні методи обробки

1.1.2 Термічні та хіміко-термічні методи обробки

1.1.3 Метод обробки без зняття стружки

1.2 Електрохімічні методи обробки

1.2.1 Поверхнева електрохімічна обробка

1.2.2 Розмірна електрохімічна обробка

1.3 Застосування електрохімічної обробки для заточування голки тунельного мікроскопу

1.4 Математичні моделі процесу електрохімічного травлення голки

1.5 Стаціонарні рішення

Розділ 2. Використання електрохімічної обробки для заточування голок тунельного ефекту

2.1 Опис приладу

2.2 Заточування голки явищем електролізу

Висновок

Список використаних джерел