RU2324769C2 - Method of item surgace cleaning and polishing (variants) - Google Patents
Method of item surgace cleaning and polishing (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324769C2 RU2324769C2 RU2006121780/02A RU2006121780A RU2324769C2 RU 2324769 C2 RU2324769 C2 RU 2324769C2 RU 2006121780/02 A RU2006121780/02 A RU 2006121780/02A RU 2006121780 A RU2006121780 A RU 2006121780A RU 2324769 C2 RU2324769 C2 RU 2324769C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- discharge
- workpiece
- anode
- product
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 114
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 101100172879 Caenorhabditis elegans sec-5 gene Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано при очистке и полировки поверхности электропроводимого тела.The invention relates to a plasma technique and technology and can be used to clean and polish the surface of an electrically conductive body.
Известен способ очистки поверхности изделия с применением электроразрядной плазмы тлеющего разряда. Происходит ионная бомбардировка поверхности в высоком вакууме (Электроразрядная очистка катанки. Технологические вопросы применения низкотемпературной плазмы в металлургии. - Свердловск, 1985. с.102).A known method of cleaning the surface of an article using an electric discharge glow discharge plasma. There is an ionic bombardment of the surface in high vacuum (Electro-discharge cleaning of wire rod. Technological issues of the use of low-temperature plasma in metallurgy. - Sverdlovsk, 1985. p.102).
Известен способ очистки поверхности изделия, заключающийся в зажигании разряда между обрабатываемым изделием и электролитическим электродом, когда на обрабатываемое изделие подают положительный потенциал, устанавливают зазор между электродами (1,0-1,5 мм, поддерживают разрядный ток 0,1≤I≤7А при разрядном напряжении 100≤U≤500 В соответственно (А.с. 1441991 СССР 07.06.93. Способ очистки поверхности изделия / Гайсин Ф.М.)).A known method of cleaning the surface of the product, which consists in igniting a discharge between the workpiece and the electrolytic electrode, when a positive potential is applied to the workpiece, the gap between the electrodes is set (1.0-1.5 mm, discharge current 0.1≤I≤7A is maintained at discharge voltage 100≤U≤500 V, respectively (A.S. 1441991 USSR 07.06.93. Method for cleaning the surface of the product / Gaysin F.M.)).
В качестве прототипа по первому, второму, третьему и четвертому вариантам предлагаемого способа выбран известный способ очистки поверхности изделия (варианты), его первый вариант - Патент РФ 2111284, Гайсин Ф.М., Галимова Р.К., 20.05.98. Бюл. №14, заключающийся в зажигании разряда между обрабатываемым изделием и электролитом путем подачи на изделие положительного потенциала, изделие размещают на расстоянии 0-2 мм от поверхности электролита, устанавливают разрядный ток между изделием и электролитом в пределах 0,1-7,0 А при разрядном напряжении 500-20 В.As a prototype for the first, second, third and fourth options of the proposed method, the known method of cleaning the surface of the product (options) is selected, its first option is RF Patent 2111284, Gaysin F.M., Galimova R.K., 05.20.98. Bull. No. 14, which consists in igniting a discharge between a workpiece and an electrolyte by supplying a positive potential to the product, the product is placed at a distance of 0-2 mm from the surface of the electrolyte, the discharge current between the product and the electrolyte is set within 0.1-7.0 A with a discharge voltage of 500-20 V.
Недостаток известного способа очистки поверхности изделия по патенту РФ 2111284 заключается в том, что известный способ позволяет обрабатывать лишь торец изделия, т.е. снять заусенцы. Он не позволяют эффективно обрабатывать локально или большие внутренние и внешние поверхности изделия.The disadvantage of the known method of cleaning the surface of the product according to the patent of Russian Federation 2111284 is that the known method allows you to process only the end face of the product, i.e. deburr. It does not allow to efficiently process locally or large internal and external surfaces of the product.
Решаемая техническая задача заключается в эффективном обеспечении возможности обработки локально или больших площадей как внешних, так и внутренних и труднодоступных поверхностей изделия.The technical problem to be solved is to effectively provide the possibility of processing locally or large areas of both external and internal and hard-to-reach surfaces of the product.
Решаемая техническая задача, по первому варианту, в способе очистки и полировки поверхности изделия, включающем зажигание многоканального разряда между обрабатываемым изделием и электролитом, путем подачи на изделие положительного потенциала, достигается тем, что обрабатываемое изделие размещают непосредственно над поверхностью электролита на расстоянии не более 1 мм, зажигают разряд и изделие плавно погружают в проточный электролитический катод на непробойное расстояние от металлической пластины, расположенной на дне электролитической ячейки, устанавливают напряжение между твердым анодом, которым является обрабатываемое изделие, и электролитом -катодом в диапазоне 10≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,025≤I≤200 А, при температуре электролита 40<Тэ<60°С, которую обеспечивают путем создания циркуляции электролита и дополнительного охлаждения обрабатываемого изделия, процесс осуществляют в течение времени не менее одной минуты при не менее 10% насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение разряда между электродами, I - ток разряда, Tэ - температура электролита.The technical problem to be solved, according to the first embodiment, in the method of cleaning and polishing the surface of the product, including ignition of a multi-channel discharge between the workpiece and the electrolyte, by supplying the product with a positive potential, is achieved by the fact that the workpiece is placed directly above the surface of the electrolyte at a distance of not more than 1 mm ignite the discharge and the product is smoothly immersed in the flowing electrolytic cathode at a non-breakdown distance from the metal plate located at the bottom of the electrolytic cell, set the voltage between the solid anode, which is the workpiece, and the electrolyte cathode in the range of 10≤U≤650 V and set the discharge current to 0.025≤I≤200 A, at an electrolyte temperature of 40 <T e <60 ° C, which provide by creating an electrolyte circulation and additional cooling of the workpiece, the process is carried out for at least one minute with at least 10% saturation of the electrolyte and composition with atomic ionization potential U φ <6 eV, where U is the discharge voltage between the electrodes, I is the current time series, T e - the temperature of the electrolyte.
Решаемая техническая задача, по второму варианту, в способе очистки и полировки поверхности изделия, включающем зажигание многоканального разряда между обрабатываемым изделием и электролитом, достигается тем, что обрабатываемое изделие размещают непосредственно над поверхностью электролита на расстоянии не более 1 мм, на обрабатываемое изделие подают отрицательный потенциал, а на электролит - положительный потенциал, зажигают разряд и изделие плавно погружают в проточный электролитический анод на непробойное расстояние от металлической пластины, расположенной на дне электролитической ячейки, устанавливают напряжение между твердым катодом, которым является обрабатываемое изделие, и электролитом - анодом в диапазоне 10≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,025≤I≤200 А, при температуре электролита 40<Тэ<60°С, которую обеспечивают путем создания циркуляции электролита и дополнительного охлаждения обрабатываемого изделия, процесс осуществляют в течение времени не менее одной минуты при не менее 10%-ном насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение разряда между электродами, I - ток разряда, Tэ - температура электролита.The technical problem to be solved, according to the second embodiment, in the method of cleaning and polishing the surface of the product, including ignition of a multi-channel discharge between the workpiece and the electrolyte, is achieved by placing the workpiece directly above the surface of the electrolyte at a distance of not more than 1 mm, a negative potential is applied to the workpiece and on the electrolyte - a positive potential, ignite the discharge and the product is smoothly immersed in a flowing electrolytic anode at an unbroken distance from the metal a plate located at the bottom of the electrolytic cell, set the voltage between the solid cathode, which is the workpiece, and the electrolyte-anode in the range of 10≤U≤650 V and set the discharge current to 0.025≤I≤200 A, at an electrolyte temperature of 40 <T e <60 ° C, which is provided by creating additional electrolyte circulation and cooling of the workpiece, the process is carried out in at least one minute at least 10% saturation and the electrolyte composition with ionization potential atoms U φ <6 eV for a time de U - discharge voltage between the electrodes, I - discharge current, T e - electrolyte temperature.
Решаемая техническая задача, по третьему варианту, в способе очистки и полировки поверхности изделия, включающем зажигание многоканального разряда между обрабатываемым изделием и электролитом, достигается тем, что в качестве электролита используют струйный анод, состоящий из ламинарного потока, а на изделие, которое размещают под струей, подают отрицательный потенциал, устанавливают напряжение между электродами 200≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,015≤I≤10000 мА, при расходе электролита 2≤G≤16·106 м3/с, при диаметре ламинарного участка струи анода электролита dc≥0,5 мм, при длине струи l=8÷100 мм, процесс осуществляют в течение времени не менее одной минуты при не менее 10%-ном насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение между электродами, I - ток разряда, G - расход электролита.The technical problem to be solved, according to the third embodiment, in the method of cleaning and polishing the surface of the product, including ignition of a multi-channel discharge between the workpiece and the electrolyte, is achieved by using a jet anode consisting of a laminar flow as the electrolyte, and onto the product, which is placed under the stream negative potential is applied, the voltage between the electrodes is 200≤U≤650 V and the discharge current is set to 0.015≤I≤10000 mA, with an electrolyte flow rate of 2≤G≤16 · 10 6 m 3 / s, with the diameter of the laminar section with electrolyte anode rod d c ≥0.5 mm, with a jet length l = 8 ÷ 100 mm, the process is carried out for at least one minute with at least 10% electrolyte saturation and composition with atomic ionization potential U φ <6 eV where U is the voltage between the electrodes, I is the discharge current, G is the electrolyte consumption.
Решаемая техническая задача по четвертому варианту в способе очистки и полировки поверхности изделия, включающем зажигание многоканального разряда между обрабатываемым изделием и электролитом, достигается тем, что в качестве электролита используют струйный анод, состоящий из ламинарного потока и из дробленных нестационарных струек, а на изделие, которое размещают под струей, подают отрицательный потенциал, устанавливают напряжение между электродами 200≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,015≤I≤10000 мА, при расходе электролита 2≤G≤16·106 м3/с, при диаметре ламинарного участка струи анода электролита dc≥0,5 мм, при общей длине струи электролита l=8÷120 мм, процесс осуществляют не менее одной минуты при не менее 10%-ном насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ≤6 эВ, где U - напряжение между электродами, I - ток разряда, G - расход электролита.The technical problem to be solved according to the fourth embodiment in the method of cleaning and polishing the surface of the product, including ignition of a multi-channel discharge between the workpiece and the electrolyte, is achieved by using a jet anode consisting of a laminar flow and crushed unsteady streams as the electrolyte, and on the product, which placed under a stream fed negative potential adjusted voltage between the electrodes, and set in 200≤U≤650 0,015≤I≤10000 mA discharge current, electrolyte flow 2≤G≤16 · June 10 3 / s, when the diameter of the anode electrolyte portion laminar jet d c ≥0,5 mm, the overall length of the jet of electrolyte 8 ÷ l = 120 mm, the process is carried out for at least one minute at least 10% saturation and the electrolyte composition with potential atomic ionization U φ ≤6 eV, where U is the voltage between the electrodes, I is the discharge current, G is the electrolyte consumption.
На фиг.1 представлена функциональная схема экспериментальной установки по первому варианту, когда на обрабатываемое изделие подают положительный потенциал.Figure 1 presents the functional diagram of the experimental setup according to the first embodiment, when a positive potential is applied to the workpiece.
На фиг.2 представлена функциональная схема экспериментальной установки по второму варианту, когда на обрабатываемое изделие подают отрицательный потенциал.Figure 2 presents the functional diagram of the experimental setup according to the second embodiment, when a negative potential is applied to the workpiece.
На фиг.3 схематично изображено устройство для осуществления способа локальной очистки и полировки поверхности изделия по третьему варианту.Figure 3 schematically shows a device for implementing the method of local cleaning and polishing the surface of the product according to the third embodiment.
На фиг.4 изображено схематично устройство для очистки и полировки поверхности изделия по четвертому варианту предлагаемого технического решения.Figure 4 shows schematically a device for cleaning and polishing the surface of the product according to the fourth embodiment of the proposed technical solution.
На фотографии фиг.5 и 6 (по второму варианту) представлены процессы очистки и полировки поверхности изделия - заготовки из латуни. Роль металлического катода выполняет обрабатываемая латунь.The photographs of FIGS. 5 and 6 (according to the second embodiment) show the processes of cleaning and polishing the surface of the product — a brass blank. The role of the metal cathode is performed by the machined brass.
Функциональная схема экспериментальной установки и устройства для осуществления способа очистки и полировки поверхности изделия по первому варианту (фиг.1) содержит 1 - источник питания; 2 - токоподвод; 3 - заземлитель; 4 - токоподводящая пластина; 5 - емкость для хранения электролита; 6 - электролитическая ячейка; 7 - координатное устройство для перемещения обрабатываемого изделия; 8 - вытяжной кожух; 9 - твердый электрод (анод) обрабатываемое изделие; 10 - вентили; 11 - обратный клапан; 12 - змеевик; 13 - насос; 14 - вентилятор; 15, 16 - трубопровод охладителя; 17 - термометр.Functional diagram of the experimental setup and device for implementing the method of cleaning and polishing the surface of the product according to the first embodiment (figure 1) contains 1 - power source; 2 - current lead; 3 - ground electrode; 4 - current supply plate; 5 - capacity for storing electrolyte; 6 - electrolytic cell; 7 - coordinate device for moving the workpiece; 8 - exhaust hood; 9 - solid electrode (anode) workpiece; 10 - valves; 11 - check valve; 12 - coil; 13 - pump; 14 - fan; 15, 16 - cooler pipe; 17 - a thermometer.
Функциональная схема экспериментальной установки и устройства для осуществления способа очистки и полировки поверхности изделия по второму варианту (фиг.2) содержит 1 - источник питания; 2 - токоподвод; 3 - заземлитель; 4 - токоподводящая пластина; 5 - емкость для хранения электролита; 6 - электролитическая ячейка; 7 - координатное устройство для перемещения обрабатываемого изделия; 8 - вытяжной кожух; 9 - твердый электрод (катод) обрабатываемое изделие; 10 - вентили; 11 - обратный клапан; 12 - змеевик; 13 - насос; 14 - вентилятор; 15, 16 - трубопровод охладителя; 17 - термометр.Functional diagram of the experimental setup and device for implementing the method of cleaning and polishing the surface of the product according to the second embodiment (figure 2) contains 1 - power source; 2 - current lead; 3 - ground electrode; 4 - current supply plate; 5 - capacity for storing electrolyte; 6 - electrolytic cell; 7 - coordinate device for moving the workpiece; 8 - exhaust hood; 9 - solid electrode (cathode) workpiece; 10 - valves; 11 - check valve; 12 - coil; 13 - pump; 14 - fan; 15, 16 - cooler pipe; 17 - a thermometer.
Устройство для осуществления способа очистки и полировки изделия по третьему варианту (фиг.3) содержит верхнюю электролитическую ячейку 18 с токоподводом 19, соединенный с концом токоподводящей к ламинарной струе трубки 20, которая определяет диаметр струи dc>0,5 мм и одетое на него диэлектрическое сопло 21. На расстоянии 8≤l≤100 мм от поверхности диэлектрического сопла 21 находится обрабатываемое изделие 22, ламинарная струя электролита 23, нижняя электролитическая ячейка 24, насос 25 и трубопровод 26.Device for implementing the method of polishing and cleaning products according to the third embodiment (Figure 3) comprises an upper
Устройство для осуществления способа очистки и полировки поверхности изделия по четвертому варианту (фиг.4) содержит верхнюю электролитическую ячейку 18 с токоподводом 19, который соединен с концом токоподводящей к ламинарной струе трубки 20, которая определяет диаметр струи dc>0,5 мм и одетое на него диэлектрическое сопло 21. На расстоянии 8≤l≤120 мм от поверхности диэлектрического сопла 21 находится обрабатываемое изделие 22, нижняя электролитическая ячейка 24, насос 25 и трубопровод 26, где l общая длина струи, которая включает ламинарный 23 и неоднородный 27 участки.A device for implementing the method of cleaning and polishing the surface of the product according to the fourth embodiment (Fig. 4) contains an upper
Способ очистки и полировки поверхности изделия по первому варианту (фиг.1) осуществляют за счет того, что обрабатываемое изделие 9 размещают непосредственно над поверхностью электролита 6 на расстоянии не более 1 мм, зажигают разряд и изделие 9 плавно погружают в проточный электролитический катод 6 на непробойное расстояние от металлической пластины 4, расположенной на дне электролитической ячейки 6, устанавливают напряжение между твердым анодом, которым является обрабатываемым изделием 9 и электролитом - катодом 6 в диапазоне 10≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,025≤I≤200 А, при температуре электролита 6 40<Tэ<60°С, которую обеспечивают путем создания циркуляции электролита 6 и дополнительного охлаждения обрабатываемого изделия 9, процесс осуществляют в течение времени не менее одной минуты при не менее 10%-ном насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение разряда между электродами, I - ток разряда, Tэ - температура электролита. Для жидкого катода 6 в виде насыщенного раствора, например NaCl и др., после включения напряжения источника питания через две секунды в электролите 6 формируется студнеобразное вещество. Химический анализ при токе I=60 А и падении напряжения в электролите U≈500 В показал, что в электролите 6 наблюдается щелочная среда (pH>7), способная выделять гидрат окиси металла. Например, при использовании стального анода 9 в растворе образуется гидрат окиси железа, а за счет него и коллоидное вещество.The method of cleaning and polishing the surface of the product according to the first embodiment (Fig. 1) is carried out due to the fact that the workpiece 9 is placed directly above the surface of the electrolyte 6 at a distance of not more than 1 mm, the discharge is ignited and the product 9 is smoothly immersed in a flowing electrolytic cathode 6 for non-breakdown the distance from the metal plate 4 located at the bottom of the electrolytic cell 6, set the voltage between the solid anode, which is the workpiece 9 and the electrolyte - cathode 6 in the range of 10≤U≤650 V and anavlivayut 0,025≤I≤200 A discharge current when the temperature of the electrolyte 6 40 <T E <60 ° C, which is provided by creating a circulation of the electrolyte 6 and the additional cooling of the workpiece 9, the process is carried out for a time not less than one minute at least 10 % saturation of the electrolyte and composition with atomic ionization potential U φ <6 eV, where U is the discharge voltage between the electrodes, I is the discharge current, and T e is the temperature of the electrolyte. For a liquid cathode 6 in the form of a saturated solution, for example, NaCl and others, after turning on the voltage of the power source two seconds later, a gel-like substance is formed in the electrolyte 6. Chemical analysis at a current of I = 60 A and a voltage drop in the electrolyte of U≈500 V showed that an alkaline medium (pH> 7) is observed in electrolyte 6, which can release metal oxide hydrate. For example, when using a steel anode 9, an iron oxide hydrate is formed in the solution, and due to it, a colloidal substance.
Разряд распространяется в коллоидной среде со скоростью 1 см/с. Площадь, занимаемая разрядом на свободной поверхности электролита 6 Sp, зависит от формы, температуры и глубины погружения твердого анода 9. Величина Sp определяется также концентрацией электролита 6. Если электролит 6 не охлаждается и неподвижен, то разряд распространяется в течение 10 с, а затем этот процесс прекращается, что объясняется разрывом коллоидного слоя 6. В дальнейшем процесс периодически повторяется. С ростом Sp ток разряда увеличивается. Например, при h=2,3 мм, I=47 А площадь разряда на поверхности электролита 6 равна 10-2 м2. С ростом глубины погружения твердого анода 9 величина Sp уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением I температура электролита 6 повышается и существенно влияет на устойчивость коллоидного вещества. Поэтому площадь разряда на поверхности электролита 6 уменьшается. Некоторые интервалы изменения напряжения и тока разряда, температуры электролита 6 в зависимости от глубины погружения твердого анода 9 приведены в таблице 1.The discharge propagates in a colloidal medium at a speed of 1 cm / s. The area occupied by the discharge at the free surface of the electrolyte 6 S p, depends on the shape, the temperature and the depth of immersion of the solid anode 9. The value S p is defined as the concentration of the electrolyte 6. The electrolyte 6 If not cooled and fixed, the discharge extends over 10 s, and then this process stops, which is explained by the rupture of the colloidal layer 6. In the future, the process is periodically repeated. With increasing S p , the discharge current increases. For example, with h = 2.3 mm, I = 47 A, the discharge area on the surface of electrolyte 6 is 10 −2 m 2 . With increasing immersion depth of the solid anode 9, the value of S p decreases. This is because with an increase in I the temperature of the electrolyte 6 rises and significantly affects the stability of the colloidal substance. Therefore, the discharge area on the surface of the electrolyte 6 decreases. Some intervals of the voltage and discharge current, the temperature of the electrolyte 6 depending on the immersion depth of the solid anode 9 are shown in table 1.
После зажигания площадь, занимаемая разрядом у поверхности электролита 6, увеличивается. При этом ток разряда может возрастать от 5 до 150 А, а напряжение снижается до 400 В. Такое изменение тока происходит не путем регулирования напряжения источника питания 1 или балластного сопротивления, когда CuSO4 в очищенной воде, распространения разряда не наблюдается, что объясняется плохой проводимостью раствора CuSO4, т.е. отсутствует эстафетный эффект проводимости. Для электролита 6 из насыщенного раствора NaCl горит разряд, состоящий из множества микроразрядов в коллоидном слое.After ignition, the area occupied by the discharge at the surface of the electrolyte 6 increases. In this case, the discharge current can increase from 5 to 150 A, and the voltage decreases to 400 V. Such a change in current does not occur by regulating the voltage of the
Все это происходит в сложной парогазовой среде. Под действием микроразрядов поверхность очищается до зеркального блеска. Скорость очистки зависит от величины тока разряда 0,025≤I≤200 А от напряжения разряда 10≤U≤650 В, температуры электролита 6 и изделия 40<Тэ<60°С, от состава и концентрации электролита при не менее 10%-ном насыщении электролита и с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение разряда между электродами, I - ток разряда, Тэ - температура электролита.All this happens in a complex vapor-gas environment. Under the influence of microdischarges, the surface is cleaned to a mirror shine. Purification rate depends on the magnitude of the discharge current 0,025≤I≤200 A of 10≤U≤650 discharge voltage V, the electrolyte temperature and the product 6 40 <e T <60 ° C, the composition and concentration of electrolyte at least 10% saturation electrolyte and with atomic ionization potential U φ <6 eV, where U is the discharge voltage between the electrodes, I is the discharge current, and T e is the temperature of the electrolyte.
При I<0,025 А горят очень слабые микроразряды, которые не в состоянии производить очистку и полировку поверхности изделия. Величина I≥200 А ограничена возможностями экспериментальной установки. Тэ<40°С коллоидная среда не образуется, а при Тэ>60°С коллоидная среда, где горит многоканальный разряд распадается. Образование коллоидной среды связано с насыщением электролита 6 не менее 10% и составом потенциала ионизации атома Uφ<6 эВ. Все это связано с проводимостью коллоидной среды и образованием многоканального разряда.At I <0.025 A, very weak microdischarges burn, which are not able to clean and polish the surface of the product. The value of I≥200 A is limited by the capabilities of the experimental setup. T e <40 ° C, a colloidal medium is not formed, and at T e > 60 ° C, a colloidal medium where a multi-channel discharge is disintegrating. Formation of the colloidal medium is associated with saturation of the electrolyte 6 is not less than 10% and the composition of the ionization potential U φ <6 eV. All this is associated with the conductivity of the colloidal medium and the formation of a multichannel discharge.
Способ очистки и полировки поверхности изделия по второму варианту (фиг.2) осуществляют за счет того, что обрабатываемое изделие 9 размещают непосредственно над поверхностью электролита 6 на расстоянии не более 1 мм, на обрабатываемое изделие 9 подают отрицательный потенциал, а на электролит 6 - положительный потенциал, зажигают разряд и изделие 9 плавно погружают в проточный электролитический анод 6 на непробойное расстояние от металлической пластины 4, расположенной на дне электролитической ячейки 6, устанавливают напряжение между твердым катодом 9, которым является обрабатываемое изделие, и электролитом - анодом 6 в диапазоне 10≤U≤650 В и устанавливают ток разряда 0,025≤I≤200 А, при температуре электролита 40<Тэ<60°С, которую обеспечивают путем создания циркуляции электролита и дополнительного охлаждения обрабатываемого изделия, процесс осуществляют в течение времени не менее одной минуты при не менее 10%-ном насыщении электролита и составе с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение разряда между электродами, I - ток разряда, Тэ - температура электролита.The method of cleaning and polishing the surface of the product according to the second embodiment (figure 2) is carried out due to the fact that the workpiece 9 is placed directly above the surface of the electrolyte 6 at a distance of not more than 1 mm, a negative potential is applied to the workpiece 9, and a positive potential is applied to the electrolyte 6 potential, ignite the discharge and the product 9 is smoothly immersed in the flowing electrolytic anode 6 at a non-breakdown distance from the metal plate 4 located at the bottom of the electrolytic cell 6, the voltage between the solid cathode 9, which is the workpiece, and electrolyte - anode 6 in the range of 10≤U≤650 V and set the discharge current to 0.025≤I≤200 A, at an electrolyte temperature of 40 <T e <60 ° C, which is ensured by creating an electrolyte circulation and additional cooling of the workpiece, the process is carried out for at least one minute with at least 10% saturation of the electrolyte and composition with atomic ionization potential U φ <6 eV, where U is the discharge voltage between the electrodes, I is the discharge current, T e is the temperature of the electrolyte.
Выбор диапазонов по второму варианту объясняется так же, как и по первому варианту.The choice of ranges in the second embodiment is explained in the same way as in the first embodiment.
До обработки шероховатость поверхности обрабатываемого изделия соответствовала 7 классу. Время обработки составило не менее одной минуты. Анализ обработанной поверхности показал, что класс шероховатости соответствовал 9 классу. Увеличенные фотографии поверхности необработанных изделий показаны на фиг.7 и фиг.8, обработанных - фиг.9, фиг.10 и фиг.11. Обработка экспериментальных данных показала, что на качество очистки поверхности изделий из цветных металлов существенное влияние оказывает температура электролита. Увеличение температуры электролитического анода не приводит к улучшению качества поверхности. Для получения 8 класса шероховатости применялся электролит, температура которого составила от 40 до 55°С. Для поддержания данного режима обработки применяется проточный электролитический анод. Проточность электролита обеспечивается и поддержание концентрации раствора NaCl на необходимом уровне. При обработке изделий из сплавов алюминия 8 класса шероховатости, время обработки составило 20 секунд. Увеличение времени обработки не приводит к улучшению качества поверхности в случае, когда электролит нагревается. Поэтому обязательно нужно изделие и электролит охладить.Before processing, the surface roughness of the workpiece corresponded to class 7. Processing time was at least one minute. Analysis of the treated surface showed that the roughness class corresponded to class 9. Enlarged photographs of the surface of the raw products are shown in Fig.7 and Fig.8, processed - Fig.9, Fig.10 and Fig.11. Processing of experimental data showed that the quality of cleaning the surface of non-ferrous metal products is significantly affected by the temperature of the electrolyte. An increase in the temperature of the electrolytic anode does not lead to an improvement in surface quality. To obtain the roughness class 8, an electrolyte was used, the temperature of which ranged from 40 to 55 ° C. To maintain this treatment mode, a flowing electrolytic anode is used. The flow of the electrolyte is ensured and the concentration of the NaCl solution is maintained at the required level. When processing products from aluminum alloys of roughness class 8, the processing time was 20 seconds. An increase in processing time does not lead to an improvement in surface quality when the electrolyte is heated. Therefore, it is necessary to cool the product and the electrolyte.
В результате обработки наблюдалось изменение (уменьшение) веса обрабатываемых образцов (таблица 2). Так, в среднем, изменение веса образца из латуни, при продолжительности обработки t=50 сек, составляет ΔРл=570 мг; для образца из сплава алюминия за время t=30 сек - ΔРал=450 мгAs a result of processing, a change (decrease) in the weight of the processed samples was observed (table 2). So, on average, the change in the weight of the sample from brass, with a processing time of t = 50 sec, is ΔР l = 570 mg; for a sample of aluminum alloy in a time t = 30 sec - Al? P = 450 mg
Изменение веса обрабатываемых изделийtable 2
Weight change of processed products
Способ очистки и полировки поверхности изделия по третьему варианту (фиг.3) осуществляют следующим образом. Через верхнюю электролитическую ячейку 18 с токоподводом 19, соединенным с концом токоподводящей к струе трубки 20 подают струйный электролит 23, состоящий из ламинарного потока в верхней части струи 23, полученный путем подачи напряжения между электродами, равного 200≤U≤650 В, при токе разряда 0,01580≤I≤10000 мА, при диаметре ламинарного участка струи dc≥0,5 мм, при длине струи l=8÷100 мм, при расходе электролита 23 2≤G≤16·106 м3/с, при насыщенном электролите струи с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение между электродами, I - ток разряда, dc, l - диаметр и длина ламинарного участка струи, G - расход электролита.The method of cleaning and polishing the surface of the product according to the third embodiment (figure 3) is as follows. Through the upper
Процесс локальной очистки и полировки поверхности изделия осуществляется за счет того, что между изделием - катодом 22 - и струйным электролитом - анодом 23 - формируется многоканальный разряд с точечными пятнами на катоде 22 и сплошными пятнами на аноде 23. Из-за точечных пятен на изделии 22 происходит сильный нагрев на поверхности изделия 22 катода и происходит процесс локальной очистки и полировки.The process of local cleaning and polishing of the surface of the product is carried out due to the fact that between the product - the cathode 22 - and the jet electrolyte - the anode 23 - a multichannel discharge is formed with point spots on the
Способ очистки и полировки поверхности изделия по четвертому варианту (фиг.4) осуществляют следующим образом. Через верхнюю электролитическую ячейку 18 с токоподводом 19, соединенным с концом токоподводящей к струе трубки 20 подают струйный электролит, состоящий из ламинарного потока в верхней части струи 23 и из дробленных нестационарных струек 27, полученный путем подачи напряжения между электродами, равного 200≤U≤650 В, при токе разряда 0,01580≤I≤10000 мА, при диаметре ламинарного участка струи dc≥0,5 мм, при длине струи l=8÷120 мм, при расходе электролита 23 2≤G≤16·106 м3/с, при насыщенном электролите 23 струи с потенциалом ионизации атомов Uφ<6 эВ, где U - напряжение между электродами, I - ток разряда, dc, l - диаметр и длина ламинарного участка струи, G - расход электролита.The method of cleaning and polishing the surface of the product according to the fourth embodiment (figure 4) is as follows. Through the upper
Выбор диапазонов по четвертому варианту (фиг.4) объясняется так же, как по третьему варианту.The choice of ranges in the fourth embodiment (Fig. 4) is explained in the same way as in the third embodiment.
Из сравнения результатов следует, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет очистить и полировать локально и большие площади как внешние, так и внутренние труднодоступные трещины поверхности изделия, что подтверждает приведенные на фотографии фиг.9, фиг.10 и фиг.11. Поверхность изделия очищается простым способом без использования сложного и неэффективного оборудования.From a comparison of the results it follows that, in comparison with the prototype, the proposed method allows you to clean and polish locally and large areas of both external and internal hard-to-reach cracks in the surface of the product, which confirms the photographs shown in Fig.9, Fig.10 and Fig.11. The surface of the product is cleaned in a simple way without the use of complex and inefficient equipment.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121780/02A RU2324769C2 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method of item surgace cleaning and polishing (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121780/02A RU2324769C2 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method of item surgace cleaning and polishing (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006121780A RU2006121780A (en) | 2007-12-27 |
| RU2324769C2 true RU2324769C2 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=39018702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006121780/02A RU2324769C2 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Method of item surgace cleaning and polishing (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2324769C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017060701A1 (en) | 2015-10-06 | 2017-04-13 | Wallwork Cambridge Limited | Smoothing the surface finish of rough metal articles |
| RU2621744C2 (en) * | 2015-10-27 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Method of electrolyte-plasma treatment of items manufactured with application of additive technologies |
| RU175745U1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "КАИ-ИНТЕРМЕТ" (ООО "КАИ-ИНТЕРМЕТ") | DEVICE FOR ANTI-CORROSION PRODUCT SURFACE TREATMENT |
| RU2787664C2 (en) * | 2021-03-26 | 2023-01-11 | Фивзат Миннебаевич Гайсин | Method for polishing and impart of glow to medical needles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1441991C (en) * | 1986-07-18 | 1995-01-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева | Method for part surface cleaning |
| RU2111284C1 (en) * | 1996-05-23 | 1998-05-20 | Фивзат Миннебаевич Гайсин | Method of cleaning surface of object (versions) |
| RU2149523C1 (en) * | 1999-04-28 | 2000-05-20 | Камский политехнический институт | Electrode unit |
| RU2219684C2 (en) * | 2002-03-19 | 2003-12-20 | Камский государственный политехнический институт | Plasmatron with liquid-electrolyte cathode |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121780/02A patent/RU2324769C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1441991C (en) * | 1986-07-18 | 1995-01-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева | Method for part surface cleaning |
| RU2111284C1 (en) * | 1996-05-23 | 1998-05-20 | Фивзат Миннебаевич Гайсин | Method of cleaning surface of object (versions) |
| RU2149523C1 (en) * | 1999-04-28 | 2000-05-20 | Камский политехнический институт | Electrode unit |
| RU2219684C2 (en) * | 2002-03-19 | 2003-12-20 | Камский государственный политехнический институт | Plasmatron with liquid-electrolyte cathode |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017060701A1 (en) | 2015-10-06 | 2017-04-13 | Wallwork Cambridge Limited | Smoothing the surface finish of rough metal articles |
| RU2621744C2 (en) * | 2015-10-27 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Method of electrolyte-plasma treatment of items manufactured with application of additive technologies |
| RU175745U1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "КАИ-ИНТЕРМЕТ" (ООО "КАИ-ИНТЕРМЕТ") | DEVICE FOR ANTI-CORROSION PRODUCT SURFACE TREATMENT |
| RU2787664C2 (en) * | 2021-03-26 | 2023-01-11 | Фивзат Миннебаевич Гайсин | Method for polishing and impart of glow to medical needles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006121780A (en) | 2007-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0904428B1 (en) | An electrolytic process for cleaning electrically conducting surfaces | |
| ES2222218T3 (en) | PROCESS AND APPLIANCE FOR CLEANING AND / OR COATING METAL SURFACES USING ELECTRO-PLASMA TECHNOLOGY. | |
| CN106424987B (en) | The coaxial combined machining method and device that pipe electrode electric discharge is irradiated with laser | |
| US5958604A (en) | Electrolytic process for cleaning and coating electrically conducting surfaces and product thereof | |
| CN110453216B (en) | Laser cladding device for coating crack self-healing and processing method thereof | |
| US10562796B2 (en) | Liquid treatment apparatus including first electrode, second electrode, and third electrode, and liquid treatment method using liquid treatment apparatus | |
| US3712833A (en) | Process and apparatus for descaling oxidized sheet metal | |
| CN103255467A (en) | Novel material surface modification method and apparatus | |
| RU2324769C2 (en) | Method of item surgace cleaning and polishing (variants) | |
| US5981084A (en) | Electrolytic process for cleaning electrically conducting surfaces and product thereof | |
| CN1473965A (en) | Indirect electrified continuous electrolytic corrosion method and device for metal strip | |
| Valiev et al. | Polishing and deburring of machine parts in plasma of glow discharge between solid and liquid electrodes | |
| JPS62255013A (en) | Electro-chemical machining device | |
| SU1118285A3 (en) | Method of obtaining zeolite type l surface-modified glass | |
| RU2621744C2 (en) | Method of electrolyte-plasma treatment of items manufactured with application of additive technologies | |
| CN215560737U (en) | Laser-assisted micro-arc oxidation device | |
| RU173849U1 (en) | PLASMA-CHEMICAL REACTOR FOR LIQUID PROCESSING OF BARRIER DISCHARGE | |
| RU2055947C1 (en) | Process of cleaning of surfaces of metal article | |
| RU61705U1 (en) | ELECTROHYDRAULIC DEVICE FOR CLEANING AND DISINFECTING INDUSTRIAL AND WASTE WATERS | |
| RU2757449C1 (en) | Method for processing steel products containing elongated and curved cavities | |
| RU2699137C1 (en) | Method for treatment of inner and outer surfaces of articles made by an additive method, and a device for its implementation | |
| RU2581957C1 (en) | Method for scale removal from surface of flat rolled stock in electrolyte | |
| RU2213811C1 (en) | Updated process and apparatus for cleaning and/or coating metal surfaces by means of electric plasma technology | |
| JP5844124B2 (en) | Starting method of exhaust gas treatment equipment | |
| RU2578623C1 (en) | Electrolytic method for removing scales from belt of rolled metal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090710 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160620 |