Совершенствование дизайна изделий из меди и медных сплавов с использованием импульсной электрохимической обработки их поверхности

2
Содержание
№ стр.
Введение..............................................................4
1. Пути совершенствования дизайна изделий с использованием электрохимической обработки их поверхности...................................9
1.1. Дизайн и визуальное восприятие объектов..........................9
1.2. Исследование механизма сглаживания микронеровностей поверхности в условиях ЭХО...........................................10
1.3. Способы повышения эффективности сглаживания
микронеровностей поверхности в условиях импульсной ЭХО...............20
1.4. Выводы..........................................................24
2. Методика проведения исследований и лабораторное оборудование.........................................................26
2.1. Лабораторно-исследовательский стенд.............................26
2.2. Методика поляризационных измерений в условиях подачи
на ЭХЯ импульсов тока................................................32
3. Исследование анодной поляризации меди и медных сплавов
в условиях ЭХО короткими импульсами тока.............................33
3.1. Последовательность обработки результатов поляризационных измерений в условиях фазообразования на границе раздела "анод -электролит"..........................................................33
3.2. Поляризация меди и медных сплавов одиночными короткими импульсами тока в электролитах на основе неорганических кислот.......35
3.3. Поляризация меди и медных сплавов одиночными короткими импульсами тока в растворах нейтральных солей........................47
3.4. Зависимость времени спада поляризации от амплитудно-временных параметров импульсов тока и режимов электролиза......................50
3.5. Исследование поляризации меди и медных сплавов
одиночными короткими импульсами тока в электролитах
на основе неорганических кислот в гальваностатическом режиме..........54
3.6. Выводы......................................................... 65
4. Исследование динамики сглаживания высоты микронеровностсй поверхности меди и медных сплавов в условиях элект рохимической обработки короткими импульсами тока..............................66
4.1. Методика определения эффективности сглаживания высоты микронеровностей поверхности..........................................66
4.2. Сглаживание высоты микронеровностей поверхности меди и
медных сплавов........................................................69
4.3. Поляризация меди и медных сплавов непрерывной последовательностью коротких импульсов тока при условиях получения поверхностей с различной высотой микронеровностей поверхности...........................................................81
4.4. Влияние предварительной механической и термической обработки меди и медных сплавов на сглаживание поверхности при последующей электрохимической обработке короткими импульсами тока..................................................... 87
4.5. Выводы...........................................................90
5. Разработка технологии декорирования поверхности изделий из меди и медных сплавов электрохимической обработкой короткими импульсами тока........................................... 91
5.1. Существующие методы декорирования поверхности изделий...........91
5.2. Разработка последовательности операций, режимов обработки
и технологической оснастки............................................92
5.3. Выводы......................................................... 96
Выводы по работе......................................................97
Литература...........................................................99
Приложения...........................................................106
10
дается светом и цветом. Границы, которые создают очертания предмета, определяются способностью глаза отличать различные световые и цветовые пространства. Освещение и затемнение - важные факторы в создании объемной формы. Конечный пространственный эффект зависит только от распределения соотношения яркостей. Разумное распределение света служит созданию единства и порядка формы сложного предмета. Свет может падать одинаковым образом на предмет, но объект будет выглядеть совершенно различно при разных условиях. Достоинства пространственного изображения - в неравномерно распределяемой яркости [3].
Для придания изделию необходимого декоративного вида в процессе художественного проектирования может предусматриваться сочетание участков его поверхности с различной высотой микронеровностей (глянцевая, матовая, поверхность с повышенной шероховатостью). Это позволяет расставить необходимые акценты при зрительном восприятии изделия, придать ему дополнительную выразительность, оживить предмет. Получение необходимой фактуры определяется технологией обработки.
Существующие методы обработки не лишены ряда недостатков и в условиях производства вызывают определенные трудности. Альтернативой им может служить ЭХО. Применение ЭХО в настоящее время чрезвычайно актуально из-за постоянно возрастающих требований к качеству финишной поверхности и в связи с тем благоприятным влиянием анодной обработки на её состояние. Это выдвигает задачи по улучшению такого технологического показателя ЭХО, как высота микронсровностей обработанной поверхности
[4].
1.2. Исследование механизма сглаживания микронеровностей поверхности в условиях ЭХО
Прочностные свойства металла в значительной степени определяются качеством его поверхности: высотой и формой микронеровностей, физиче-
11
ским состоянием поверхностного слоя, его структурными особенностями, остаточными напряжениями и др. [5]. Шероховатость, то есть высота и форма микронеровностей,- один из важнейших параметров, по которым оценивается качество поверхности [6]. ЭХО имеет существенно более высокую производительность при достижении шероховатости поверхности /?а =(0,2-0,8) 10*6м и менее [7]. В специфических условиях реализации ЭХО, в частности в условиях ЭХП, происходит регламентированное по толщине удаление некондиционного слоя и формирование новой поверхности и поверхностного слоя, свободных от дефектов, вносимых при механической обработке. Такое изменение не проходит бесследно для физико-химических, механических и электрических свойств материалов, которые в большинстве случаев улучшаются [8]. В ряде работ [8, 9] выявлено положительное влияние ЭХП на прочностные и упругие характеристики, фрикционные, антикоррозионные и электромагнитные свойства металлов и сплавов.
Получение малой шероховатости поверхности при ЭХО дает определенный резерв повышения циклической прочности по сравнению с тем, что получается при обработке чистовыми механическими методами при том же конечном классе чистоты. Например, уменьшение шероховатости поверхности на один класс увеличивает предел прочности на (2-5)% [10]. Упрочняющим фактором при этом является плавный контур шероховатостей, присущий ЭХО [10, И]. Работоспособность деталей при циклических нагрузках определяется также формой микроиеровностей и степенью их однородности. Кроме того, высота и профиль микронеровностей определяют отражательную способность и коэффициент трения [5].
Непосредственным результатом ЭХП является возникновение блеска поверхности, связанное, прежде всего, с ингибированием травления металла, которое является наиболее доступным путем реализации анодного процесса. Одновременно происходит растворение его внешнего слоя и, в большинстве случаев, сглаживание микрошероховатостей [9]. Преимущественное раство-