close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13937

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.12.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13937
(13) C1
(19)
B 23H 3/00
C 25F 1/00
C 25F 3/00
C 25F 7/00
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО
ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ
(21) Номер заявки: a 20081546
(22) 2008.12.04
(43) 2010.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Кревсун Эдуард Павлович;
Куликов Иван Семенович; Каменев
Анатолий Яковлевич; Ермаков Владимир Леонидович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт энергетических и ядерных
исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(56) BY 2482 C1, 1998.
BY 984 C1, 1995.
BY 9204 C1, 2007.
RU 2077611 C1, 1997.
DE 4031234 A1, 1992.
WO 01/09410 A1.
BY 13937 C1 2010.12.30
(57)
Устройство для электролитно-плазменного полирования металлического изделия, содержащее ванну для погружения в электролит обрабатываемого изделия, источник постоянного тока, положительный полюс которого соединяется с обрабатываемым изделием, а
отрицательный - с ванной, отличающееся тем, что ванна выполнена с двойными стенками,
Фиг. 2
BY 13937 C1 2010.12.30
в верхней и придонной частях внутренних стенок ванны выполнены отверстия для циркуляции электролита; содержит поплавковый датчик силы, выполненный с возможностью
управления скоростью вращения рабочего органа нагнетателя, установленного в нижней
части ванны и обеспечивающего циркуляцию электролита, причем отверстия выполнены
с возможностью обеспечения направления потока электролита в пространстве между
внутренней стенкой и всей полируемой поверхностью от отверстий в верхней части внутренних стенок к отверстиям в придонной части.
Изобретение относится к электрохимической обработке электропроводящих материалов и может быть применено в процессах электролитно-плазменного полирования изделий
в различных областях техники: в машиностроении, в электротехнической промышленности, в приборостроении, в декоративных целях при производстве товаров народного потребления.
Известно устройство для электролитно-плазменной обработки изделий сложной формы, принятое за прототип, которое содержит ванну с электролитом, погруженное в электролит обрабатываемое изделие, источник постоянного тока, причем положительный
полюс источника соединен с обрабатываемым изделием, а отрицательный полюс соединен с ванной [1]. В рабочем режиме температура электролита 40-80 °C, а напряжение на
клеммах источника постоянного тока - в пределах 240-320 В, под действием которого
между поверхностью обрабатываемого изделия и электролитом образуется тонкий парогазовый слой. В парогазовом слое возникает поток плазмы, благодаря чему происходит
полировка металлической поверхности. Описанное устройство имеет существенный недостаток: съем металла в процессе обработки происходит неравномерно по поверхности изделия и зависит от глубины погружения участка его поверхности, т.е. от расстояния от
свободной поверхности электролита. Причем на нижней части поверхности изделия съем
металла обычно в несколько раз больше, чем на верхней, которая ближе к свободной поверхности электролита.
Для подтверждения указанного недостатка и выяснения причин зависимости скорости
съема металла от глубины расположения точки измерения на поверхности изделия был
выполнен следующий эксперимент. Использовалось устройство для электролитно-плазменного полирования металлических изделий (фиг. 1), содержащее ванну 1 с электролитом 2 (сульфат аммония - 5 %), частично погруженное (на глубину 55 мм) в электролит
обрабатываемое изделие 3 в виде металлической пластины из стали X18H10Т, источник
постоянного тока 4, причем положительный полюс источника соединен с обрабатываемым изделием, а отрицательный полюс соединен с ванной. Процесс обработки изделия
длился 20 минут при температуре электролита 70 °C.
Было установлено, что от парогазового слоя 5 отрываются мелкие пузырьки газа 6,
которые под действием силы Архимеда Fa движутся вверх к поверхности электролита, образуя пузырьковую зону в виде конуса 7. Пузырьковая зона, утолщаясь по высоте, создает
нарастающее по высоте изделия сопротивление движению ионов между анодом и катодом. В результате этого явления съем металла в нижней части изделия оказался равным
55 мкм, постепенно уменьшаясь по высоте до 2 мкм вблизи свободной поверхности электролита. Так был подтвержден недостаток прототипа и раскрыт механизм неравномерности съема металла по глубине погружения обрабатываемого изделия.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для электролитноплазменного полирования металлических изделий, которое обеспечило бы условия для
равномерного съема металла по всей поверхности обрабатываемого изделия.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электролитно-плазменного
полирования металлического изделия, содержащем ванну для погружения в электролит
2
BY 13937 C1 2010.12.30
обрабатываемого изделия, источник постоянного тока, положительный полюс которого
соединяется с обрабатываемым изделием, а отрицательный - с ванной, ванна выполнена с
двойными стенками, в верхней и придонной частях внутренних стенок ванны выполнены
отверстия для циркуляции электролита; содержится поплавковый датчик силы, выполненный с возможностью управления скоростью вращения рабочего органа нагнетателя, установленного в нижней части ванны и обеспечивающего циркуляцию электролита, причем
отверстия выполнены с возможностью обеспечения направления потока электролита в
пространстве между внутренней стенкой и всей полируемой поверхностью от отверстий в
верхней части внутренних стенок к отверстиям в придонной части.
На фиг. 1 изображена схема экспериментальной установки, с помощью которой был
подтвержден недостаток прототипа и выяснен механизм неравномерности съема металла
по высоте обрабатываемого изделия. На фиг. 2 изображена схема заявляемого устройства.
Предлагаемое устройство для электролитно-плазменного полирования металлических
изделий содержит (фиг. 2) ванну 1 с электролитом 2, погруженное в электролит обрабатываемое изделие 3, источник постоянного тока 4. В нижней части ванны установлен нагнетатель 9 для создания циркуляции потока электролита, ванна имеет двойные стенки,
причем в верхней и придонной частях внутренних стенок 10 выполнены отверстия для
циркуляции электролита, а в пространстве между внутренней стенкой и обрабатываемым
изделием установлен поплавковый датчик силы 8. Положительный полюс источника питания 4 соединен с обрабатываемым изделием 3, а отрицательный полюс соединен с внутренней стенкой ванны 10. В рабочем режиме вокруг обрабатываемого изделия образуется
тонкий парогазовый слой 5.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Обрабатываемое изделие погружается в центральную зону ванны с электролитом,
после чего включается источник питания. Под действием напряжения (240-320 В) на
клеммах источника питания в цепи электролитической ячейки источник питания 4 - обрабатываемое изделие 3 - электролит 2 - внутренние стенки ванны 10 начинает течь постоянный ток. При этом вблизи поверхности обрабатываемого изделия возникает тонкий
парогазовый слой 5, внутри которого имеют место импульсы плазмы. Благодаря комплексу электрохимических явлений происходит съем металла с поверхности обрабатываемого
изделия.
В начале процесса обработки включается в работу нагнетатель 9, который обеспечивает циркуляцию (показано стрелками на фиг. 2) электролита вниз вдоль обрабатываемого
изделия, далее через отверстия в придонной части ванны, через пространство между
внутренними и наружными стенками ванны, затем через отверстия в верхней части внутренних стенок электролит возвращается в зону обрабатываемого изделия. Скоростью
вращения рабочего органа нагнетателя 9 управляет поплавковый датчик силы 8. На поплавок датчика 8 действуют одновременно две силы: сила Архимеда Fa (вверх) и сила от
потока жидкости Fn (вниз). Эти силы должны быть уравновешены. Отклонение от равновесия вызывает увеличение или уменьшение скорости вращения нагнетателя 9. Это обеспечивает следующее главное отличительное условие работы устройства. От поверхности
парогазового слоя 5 постоянно отрываются мелкие парогазовые пузырьки 6. На каждый
пузырек 6 действует сила Архимеда Fa и сила от потока жидкости Fn. Как и для поплавкового датчика 8, указанные силы равны между собой. В связи с этим пузырьки не всплывают, а равномерно распределяются по объему электролита, конденсируются, а также
выходят на поверхность электролита в зоне между внутренними и наружными стенками
ванны. В результате пузырьки оказывают одинаковое сопротивление движению ионов в
объеме электролита для всех участков поверхности обрабатываемого изделия. При этом
обеспечивается равномерный съем металла по высоте обрабатываемого изделия.
3
BY 13937 C1 2010.12.30
Изготовление устройства для электролитно-плазменного полирования металлических
изделий предполагает использование известных материалов, традиционных технологических процессов и оборудования, что свидетельствует о возможности промышленной реализации изобретения.
Источники информации:
1. Патент РБ 2482, МПК С 25F 7/00, С 25F 3/16, 1998 (прототип).
Фиг. 1
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
376 Кб
Теги
by13937, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа