РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ І МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Експериментальна база досліджень та оцінка достовірності результатів
Дослідження фізико-хімічних процесів, що протікають на поверхні електродів при
електроерозійній вирізній обробці проводилося на серійному електроерозійному
верстаті СЕЛД-02. Технологічний струм подавався в міжелектродний проміжок за
допомогою генератора ГКІ 300-200А. При експериментальному дослідженні
фізико-хімічних процесів використовувалися додаткові прилади та обладнання. Їх
використання дозволило з високим ступенем точності реєструвати інформацію
(показник корозії, електрохімічні потенціали електродів, гальванічні струми на
різних режимах обробки, технологічну напругу, що подається в МЕП), що прямо чи
побічно описує перебіг процесу корозії електродів та електроерозійного
обладнання при ЕЕВО.
Вимірювання гальванічних струмів та технологічної напруги, що подається в МЕП
на різних режимах обробки, проводилися за допомогою осцилографа С1-64А та
фіксувалися цифровою фотокамерою SONY F-907.
Аналіз отриманих осцилограм проводився за допомогою персонального комп’ютера в
середовищі системи автоматизованого проектування Компас 5.11 та програмного
пакету MathCAD.
Величини електрохімічних потенціалів електродів та елементів обладнання
визначали за допомогою високоомного вольтметра В7-26.
Корозійні ушкодження (плями, пітинги, тріщини), що утворилися на деталі в
результаті ЕЕВО вивчалися за допомогою мікроскопу МБС-9. Топографію поверхні
зразків досліджували на атомно-силовому мікроскопі NT206V. Показник корозії за
втратою ваги вимірювався за допомогою побутових терезів НТ-80.
При дослідженні кінетичних параметрів розчинів електролітів використовувались
мілівольтметр рН-121 та джерело живлення постійного струму Б5–21.
Для оцінки достовірності результатів застосовувалися стандартні методики
визначення похибки при прямих та непрямих вимірюваннях, які проведені за
допомогою приладів із заданими межами похибок [60, 61]. Кожний експеримент
проводився не менше 5 разів.
2.2. Методики експериментальних досліджень
2.2.1. Методики вимірювання показника корозії деталей, що виготовлені методом
ЕЕВО
Під час проведення корозійних досліджень важливо зробити правильний вибір
методу вираження корозії, або, інакше кажучи, показника корозії. Метод потрібно
обирати згідно таких вказівок [62-64]:
1) метод повинен відповідати поставленій задачі, розв’язувати її найпростішим і
найкоротшим шляхом;
2) метод повинен відповідати сучасним уявленням про механізм корозії;
3) метод повинен давати можливість детально контролювати всі фактори для
полегшення відтворення результатів;
4) метод повинен відтворювати саме той вид корозії, який є практично важливим
для даного металу.
Далі наведені найпоширеніші методи кількісного вимірювання корозії.
За збільшенням ваги. Застосовується у випадку, коли на поверхні металу
виникають добре зв’язані з основою важкорозчинні продукти. Зразки зважують і
опускають в корозійне середовище; через визначений час їх виймають, промивають
водою і просушують в сушильній шафі при температурі 130ч150 єС. Електроліт
фільтрують, осад просушують і зважують. Різниця між сумою ваги зразка та осаду
і початковою вагою зразка – міра руйнування металу, яку також відносять до
одиниці досліджуваної поверхні.
В умовах ЕЕВО використовувати такий метод недоцільно, так як корозії піддається
не лише заготовка, а також обладнання та пристосування, і виділити продукти
корозії лише заготовки не є можливим. Втрачається точність методу, коли поряд з
важкорозчинними продуктами корозії утворюються розчинні.
За кількістю водню, що виділився. Кількість розчиненого металу еквівалентна
кількості водню, що виділяється під час корозії. В якості приладу
використовують водневий корозиметр. Оцінка корозії металу виражається в
см3/см2•год. Перерахунок цієї величини у вагову кількість металу, що перейшов у
розчин, проводиться за формулою:
, (2.1)
де Кваг – кількість металу, г;
А – атомна вага металу, г/моль;
n – валентність іона металу;
VN=23804 см3 – об’єм водню при 17 єС і тиску 1 ат;
Коб – кількість водню в 1 см3, що виділився за час дослідження, моль.
Значення Кваг можуть бути точно підраховані в тому випадку, коли метал має одну
валентність.
Даний метод не дозволяє визначати параметр корозії при ЕЕВО з достатньою
точністю, тому що в зоні обробки виділяються також кисень та пара [65], серед
яких важко виділити точний вміст водню. Крім того технологічно неможливо
проводити процес ЕЕВО в корозиметрі.
За часом появи першого корозійного центру. Застосовується, якщо є повна
впевненість в тому, що на всіх зразках після появи першого корозійного центру
подальший розвиток центрів корозії протікатиме однаково.
Фільтрувальний папір пропитують реактивом Вокера і просушують. Під час
досліджень цей папір злегка змочують і прикладають до поверхні зразка.
Корозійні центри з’являються у вигляді синіх точок або плям на папері.
Даний метод є напівкількісним і не визначає швидкість корозії, а характеризує
лише ймовірність її появи. До того ж в жорстких гідродинамічних умовах ЕЕВО
фільтрувальний папір швидко змивається з поверхні заготовки.
За вимірюванням товщини зразка і глибини корозійних ушкоджень. Застосовується,
коли зразки мають складну форму, або об’єми, що не дозволяють застосовувати
метод за втратою ваги.
Даний метод доцільно використовувати при глибокому пітингу стальних заготовок
та при визначенні порушень в результаті корозії геометричних розмірів
заготовок.
За зміною механічних властивостей під час розтягу. Порівнюють границю міцності
зразка до і після досліджень:
, (2.2)
де ДF – зміна площі попереч
- Київ+380960830922