автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Электрохимическое формообразование деталей электровакуумных приборов

ивановский ордена трудового красного знамени химико-технологический институт

На правах рукописи

БАБАНОВ Алексей Жоржович

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

Специальность: 05.17.03—электрохимические производства

Автореферат диссертации на соискание ученой стелена кандидата технических наук

Иваново 1993

Работа выполнена в Ивановском химико-технологическом институте и в Институте химии неводных растворов Российской Академии наук.

Научиы и р у к о в о д н т с л ь—

доктор технических наук, профессор Румянцев Е. М.

Научный к о н с у л ь т а н т—

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Лилин С. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Флеров В. Н.; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Омельченко В. Я.

Ведущая организация —

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Защита состоится «.2.1 » ^"си-С 1993 года в № часов па заседании специализированного совета К. 063.11.03 при Ивановском ордена Трудового Красного Знамени химико-технологическом институте, 153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, д. 7, ауд. --¿О?

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «

/8 » м^Э 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент А. П. ИЛЬИН

ОЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Шсокие эксплуатационные характеристики, Долговечность «'надёжность электровакуумных приборов ЛЭШ) во многом обеспечиваются технологией изготовления отдельных деталей и сборки ЭШ в целок. В качестве материале, для слаботемпе-ратурнонагруженкых узлов ЭШ часто применяют обладающий вакуумными свойствами шнель-металл, изготовление деталей иэ которого осуществляется с помо.цью механической обработки лезвийным инструментом и электроэрозионной обработки, которым свойственны силовое и температурное воздействия на обрабатываемую заготовку . Это приводит к образованию поверхностных дефектных слоев, появлению остаточных напряжений, затрудняет обработку тонкостенных . деталей, влечет за. собой образование заусенцев и острых кромок . Для устранения этих недостатков необходимо включение в техноло- . гический маршрут дополнительных операций. Например, удаление по-, вёрхностного дефектного слоя производится путём химического травления.

Качество ЭВЛ в значительной ст- тени определяется надёжностью соединения между собой отдельных деталей и узлов пайкой специальными припоями, обычно медью. Для хорошей адгезии припоя поверхность не должна иметь дефектных слоев и должна обладать определённой шероховатостью 10-15 мкм). Для формирования заданной шероховатости часто применяют пескоструйную обработку поверхности.

Таким образом, традиционные метода обработки деталей ЭВП , в частности, из монель-металла характеризуются целым рядом недостатков. Поэтому оправдан поиск других технологий, полностью или частично свободных от этих недостатков. Одной из таких технологий является электрохимическая размерная обработка (ЭХО).

Пэскольку прд ЭХО не происходит силового и температурного воздействия на деталь, имеется возможность без затруднений обрабатывать тонкостенные и слоянопрофилыые детали, поверхностные слой которых близки по своему составу основному металлу. Отсутствие заусенцев и острых кромок, плавные переходи позволяют избежать высоковольтных пробоев, выводящих ЭВП иэ строя. Отсутствие износа электрода-инструмента позволяет получить высокую вое--производимость результатов обработки, что уменьшает разброс вы-

^соднлх характеристик ЭВП. Слабая зависимость производительности процесса .3X0 от механических свойств обрабатываекого материала, возможность одновременного получения высоких точности и качества поверхности делают этот метод обработки конкурентоспособным с технологией традиционного изготовления деталей ■ ЭЕП.

Технологические показатели 3X0 в значительной степени зависят от состава электролита.'Правильный подбор компонентов электролита и режимов обработки позволяет получать обработанную поверхность с требуемой шероховатостью, которая обеспечивает хорошую адгезию припоя. Введение в раствор электролита ■органических растворителей в ряде случаев позволяет, повысить точность ЭХО и целенаправленно влиять.на качество обработанной поверхности. Однако, к•настояцеыу врекени закономерности анодного растворения монель-металла в водных и водна-органических растворах электролитов практически не изучены. Поэтому исследование высокоскоростного анодного растворения монель-мег талла в водно-органических растворах ■ электролитов и разработ- . ка на этой основе технологии ЭХО деталей ЗШ является актуальной задачей.

• Работа выполнена в соответствии с координационным плаком РАН на 1991-1925 г. г. по проблеме 2.6. "Электрохимия, тема 2.6.10.4. "Применение электрохимических методов для решения проблем материаловедения. Развитие теории и технологии анодирования и других методов поверхностной обработки металлов, в том числе размерной обработки".

Цель работы:

' Изучение основных закономерностей высокоскоростного анодт ного растворения монель-метвлла на примере сплава марки Ш-40А (605» № , 40% Си) в водных и водно-спиртовых растворах электролитов. Изучение влияния спиртовой компоненты на технологические показатели ЭХО (точность, производительность и качество обработанной поверхности") . Разработка технологии изготовления некоторых деталей ЭВП из моне-сь-металла методом ЭХО . •

Научная новизна:

1. Впервые проведены систематические исследования высоко-' скоростного анодного растворения монель-металла в подноятилен-гликолевом растворе электролита, в том числе изучена разными методами природа лимитирующей стадии процесса.

2. Впервые доказана селективность при высокоскоростном анодном растворении монель-металла при всех исследованных условиях.

3. Шервые исследован элементный состав поверхности монель-металла, аноднообработанной при различных условиях, доказан факт легирования поверхностной пленки компонентами электролита, '

4. Обнаружена взаимосвязь электрофизических свойств по-верхностннх пленок с характером миктэорельефа боковой поверхности прошиваемого отверстия.

Практическая ценность:

I. Предложен водно-органический электролит для ЭХО монель--металла, при использовании которого достигаются высокая точ -кость и.требуемая шероховатость обработанной поверхности.

?.. Показано, что при всех исследованных условиях анодно-обработанная поверхность медноникелевого сплава обогащается электроположительным элеместом - медью, что в сочетании с формированием определенной шероховатости способствует лучшей адгезии припоя к поверхности монель-металла.

3. Разработана технология 0X0 для конкретных деталей ЗШ из монель-металла. Спроектирована и изготовлена оригинальная . технологическая оснастка для ЭХО (A.c. СССР К? I7I0234 и A.c. СССР-IP 1509203).

Автор защищает:

I. Результата исследований закономерностей выоокоскорост-ного анодного растворения монель-металла в водно-органическом растворе электролита (потенциодинамичеокие измерения в различ-. ных условиях, электрофизические свойства поверхностных пленок, природа лимитирующей стадии).

2. Результаты исследований состава поверхностного слоя , полеченные с помощью Оже-спектроскопии, и данные количественного анализа отработанных растворов электролитов, позволявших сделать вывод о наличии селективности при высокоскоростном анодном растворении ыонель-металла во всех исследованных условиях.

3. Результаты исследований по изучению влияния концентраций компонентов водно-органического раствора, в частности эти-ленгликоля.ка локализующие своГ:стза электролита и морфологию обработанной пойерхности, в результате чего оптимизирован его состав.

4. Разработанный ьодкоэтиленгликолевый нитратнохлориднкй раствор электролита, обеспечиваний вас о кую точность формообразования и требуемую шероховатость поверхности, формирующуюся вследствие селективного растворения ыонель-металла. Это обеспечивает повншение качества пайки за счет лучшей адгезии медного припоя к получаемой при ЭХО поверхности. .....

• . 5. Разработанную технологию ЗлО конкретных деталей ЭВД из монель-металла, конструкции технологической оснастки, режимы обработки.

( Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались на Всесоюзном семинаре "Нэвые электротехнологические процессы в машиностроении" г".Кишинев, 1990 г.; 7-ой отраслевой конференции молодых специалистов "Электроника СВЧ" г.Саратов, 1989 г.; 5-ом научно-техническом семинаре о мездународшм участием по неконвенциональным технологиям в машиностроении г.Вотевград (Бзлгария),' 1991 г.; научно-технической .конференции ИХ1И г.Иваново,1993г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ ( 3 статьи, 2 тезисов докладов, получено 2 авторских свидетельства.на изобретения). •'

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографии, включающей 125 наименований. Работа изложена на 147 страницах, содержит 41 рисунок и 15 таблиц.

СОДЕРЖАШЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность исследований и разработки "ахнологии 3X0 применителыго к производству ЭЗЛ и сфор-мулироЕана цель работы.

5 первой главе приведен анализ состояния вопроса и обосновала, постановка задач исследований.

Кратко рассмотрены осчопные принципы ЭХО и его теоретические основы - анодно-анионная активация, тер.мокинетическая неустойчивость. Показано, что протекание высокоскоростного анодного растворения сопровождается образованием поверхностной пленки, легированной компонентами раствора электролита . Лимитирующей стадией в этом случае тожет быть массоперенос катионов металла через поверхностный слой,- .

Рассмотрено электрохимическое поведе;ие никеля и меди и их сплавов в различных средах и при различных условиях анодного растворения. Показано, что ь результате первичного селективного растворения никеля, приводял;его к обогащению поверхностного слоя медью, электрохимическое поведение меднони-келевых сплавов определяется поведением медной составляющей . В то же время в стационарных условиях.сплавы растворяются равномерно» Следует отметить, что электрохимическое поведение медненикелевых сплавов изучено, в ост^вном, применительно к " коррозионным процессам.

Обоснована перспективность использования.для ЭХО металлов и сплавов неводных и водно-срганических'растворов электролитов. Их применение позволяет повысить точность обработки, качество поверхности, а в ряде случаев производительность процесса. т

1фатко рассмотрены физические свойства исследуемого мед-ноникелевого сплава - монель-металла, определяющие применимость этого материала в производстве ЭВП. В частности, газопроницаемость монель-металла различна вдоль и поперек оси проката слитка, что, вероятно,- объясняется волокнистостью,пористостью и другими дефектами, которые имеют преимущественную ориентацию вдоль оси проката.

- Все вышеизложенное'позволяет следующим образом сформули-

б

ровать основные задачи исследования: .-..'. - . '—

1. Разработка оптимального, с точки зрения точности обработки и качества поверхности, состава электролита для ЭХО мо- ■ нель-металла. Исследование анодного говедения. монель-металла с . разной ориентацией относительно оси проката, а тагске никеля и " меди, в оптмальном составе, электролита в широком интервале температур, плотностей тока. . . .

2. Изучение межфазной границы электрод - электролит с 'применением роаременных физико-химических методов исследования и установление взаимосвязи свойств поверхностных пленок с параметрами анодного растворения.

• 3. Изучение качественного л количественного состава растворов электролитов после проведения в них процесса высокоскоростного анодного растворения 'монель-металла в различных условиях с пелью выяснения возможности селективного растворения оплата. ,. ■

4. Исследование'влияния'на точность и качество обработан-, .ной поверхности технологических режимов ЭХО, а также конструк- . • тивных особенностей, технологической оснастки.

5. Разработка технологического процесса ЭХО конкретных деталей ЭВП. * .

i - >

Во второй гла.ве .описываются методики экспериментальных и технологических исследований. . . "

- Поляризационные измерзши проводили на врацшощемся дисковом электроде по стандартной методике с использованием капилляра ¿уггина диаметром 50 мкм.

Физико-химические свойства поверхности электродов исследо-1 вали с помощью структурно-чувствительных методов (фотоэлектрическая поляризация, импедансная и Оже-электронная спектроскопия в сочетании с послойным травлением аргоном).

Определение количеств никеля и меди, 'переходных в раствор ' при проведении процесса высокоскоростного анодного растворения монель-металла, "проводили методом атомно-адеорбцлонного анализа на спектрометре типа "Сатурн".

' Локализующие свойства электролитов определялись на гсопиро-аальио-прошиьои'ном электрохимическом станке СЗП-902А по зависимости убыли масса образца от величины меаг.лект родного зазора

(МЭЗ).

Качество обрабатываемой поверхности определялось с помощью профилографа-профилометра "Калибр" модели 252. Морфология обработанной поверхности исследовалась на электронном растровом микроскопе " Тез£а ВЭ -300".

Подбор оптимального состава электролита и технологических ретинол ЭХО проводили на копировально-прошивочном станке СЭП--902А. Для экспериментов использовалась оригинальная технологическая оснастка и различные электроды-инструменты (трубчатке, с рабочим буртиком, с изоляцией, с разной формой рабочей части). После 3X0 образцы измерялись на микроскопе ШЦ-150*50, рассчитывалась конусность отверстий..

Расчета элементов рквшалентной схемы в методе шпедансной спектроскопии проводились на ШШ "Эл:ектроника-85", расчеты величин энергии активации и логарифмического индекса рассеяния проводились на ПЗБЛ "Электроника ДЗ-28".

В третьей главе приводятся экспериментальные данные по влиянию состава электролита.на локализацию процесса ЭХО и качество обработанной поверхности. •

Известно, что высокая точность 3X0 возможна в случае использования электролитов, содержащих ионы-пассиваторы - А/0\ , ССОц и т.д. Однако, при 3X0 монель-мегалла в нитратном электролите качество поверхности неудовлетворительное как по внесшему виду, так и по величине микронеровностей 22-25 мкм).Повышению качества поверхности способствует добавка в электролит небольших количеств активирующих ионов (обычно СО, а также органических растворителей, которые в'ряде случаев повышают точность обработки за счет повышенной локализующей способности электролита. Поэтому исследовалась возможность получения высокой точности ЭХО и улучшения качества поверхности при использовании водноэтиленгликолевого нитратнохлоридного раствора электролита. '

В результате проведения экспериментов на электрохимическом копировально-прошивочном станке СЭП-902А установлено, что зависимость значения логарифмического индекса рассеяния (ЛИР) , характеризующего точность электрохимического формообразования, от' кЬнцентрации как нитрата, так и хлорида натрия носит экстремаль*-

ный характер. Наилучшая локализация достигается в растворе,со- ™ держащем Л/а.Л/03 и 0,5^ Ha.it . Виияние содержания этиленглико-ля на .величину ЛИР бол.ее сложно. Минималоные значения ЛИР на-, блюдаются в областях концентраций 6%. '40/6 и более этилещлико-ля. Однако практический смысл имеет использование электролита -с малым содержанием этиленгликоля из-за существенного падения производительности процесса 3X0 б области высоких концентраций органического растворителя. Таким образом, наилучшими локализующими свойствами обладает водный раствор 6л А/лА/0з, 0,5% А/аС1 и о% этиленгликоля. Влияние содержания этиленгликоля в электролите наиболее сильно проявляется в снижении величины микроне- ровностей на боковой поверхности прошиваемого отверстия (табл. I)..

- ...'-. .......... Таблица I

Влияние концентрации органического растворителя на величину микронеровностей при ЭХО. .

/ Концентрация •этиленгликоля, масс.^ Шероховатость поверхности Яг , мкм

Торец вдоль оси проката Боковая поверхность вдоль оси проката &новая поверхность поперек оси проката

0 (фон) 3,0 ' 22,0 . .25,0

' 2 3,2 13,5 19,2

6 3,8 12,2 15,3 .

10 зд 12,1- 14,1

: 40 2,8 9,4 8,4

Видно, чго при оптимальном составе электролита, содержащем этиленгликоля, достигается требуемая шероховатость боковой поверхности (Я* 10-15 мюл). Кроме того, красноватый цвет'обработанной поверхности монель-метапла свидетельствует о повышенном содержании меди в поверхностном слое.

С помощью электронной микроскопии обнаружено, что морфология боковой поверхности на различной глубине прошитого отверстия меняется: по мере приближения к рабочему МЭЗ более четко проявляется структура сплава. Это объясняотся вторичным распределением тока в МЗЗ и, как следствие, различием потенциалов на разновысоких точках боковой поверхности обрабатываемого- отверстия.

В четвертой гчаве приводятся эксперимент; тьггде даншд$ ш высокоскоростному анодному растворений монель-штола в оптимальном составе электролита.

Установлено, что несмотря на анизотропность физичес; .!... свойств монель-кеталла, скорость анодного растворения не зависит от направления оси проката образца. Показано, ".то зависимость ^ - для монель-металла и меди в ранних условиях близки между собой, в то время как плотности тока при анодной поляризации никеля намного меньше (рис.1), что позволяет сделать предположение об аналогичном соотношении переходящих в раствор компонентов бинарного сплава. Однако, результат количественного анализа отработанных растворов электролитов отличаются от ожидаемых, поскольку содержание никеля и меди в рас-

тгюре не соответствует соотношегаи компонентов в сплаве.. Из табл.2 видно, что содержание никеля в растворе в 2-3 раза превышает количество растворенной меди, в то время как в сплаве соотношение компонентов составляет 3:2. Причем с увеличением потенциала сначала наблюдается рост величины и затем

снижение до' 1,7-1,6. Коэффициенты селективности рассчитывались по формуле:

СА/СО рАСТЬРР

Рис.1. Анодные потенциодинамичес-кие поляризационные кривые для никеля (I), меди ( 2) и сплава №1--40А (3) в 6% А/аА/0з + 0,5* ЫаИ + ч б!* этиленгликоля.

Очевидно, что ХА2а -I» поэтому в табл.2 значения по коэффициенту селективности для меди

а -

С*/св спллв ,

где Сд и Сб~ содержание компонентов в растворе и в сплаве.

не приводятся

Таблица 2

Результаты количественного анализа отработанных электролитов.

4>.В Убыл.ъ массы электрода *104,г Содержание в растворе Си1* *104,г Содержание в растворе А/Д'ю4,г Содержание в растворе Си'*Ю4, г Коэффициент солектив-ности никеля

0,5 2,0 2,05 1,42 0,62 1,74

1,0 3,5 3,30 2,45 0,85 2,08

1,5 7,7 7,83 5,62 2,31 1,74

20 12,3 13,47 9,58 3,89 1,78

2,5 26,0 27,98 19,79 8,19 1,74

3,0 28,5 36,48 25,27 11,21 1,63

Установлено, что состав поверхностного слоя после наложения на образец анодного потенциала резко меняется; Данные Оже--спектроскопии показывают более чем двухкратное превышение ме- . ди над никелем на поверхности образца после наложения потенциала; по мере послойного травления поверхности содержание никеля и меди стремится к исходному соотношению 3:2. Эффект обогащения медью аноднообработанной поверхности наблюдается при всех условиях поляризации и.не зависит от времени обработки * Таким образом объясняется практическое совпадение анодных поляризационных кривых для монель-металла и для меди.

Из табл.2 видно, что с увеличением потенциала аналитичес-

,1.1* г Я.+

ки определенное содержание в растворе М и Си превышает результаты прямого измерения убыли массы на 15-2096. Это несоответствие связано с образованием на поверхности оксидно-солевых пленок.

Показано * что в процессе высокоскоростного анодного растворения происходит легирование поверхностной пленки компонентами электролига - углеродом, кислородом, азотом, хлором. На поверхности аноднообработан;шх образцов углерода содержится в 1,5-3,0 раза больше, чем на поверхности воздушноокисленного образца, что доказывает факт внедрения органического растворителя в поверхностную пленку.

Характер химических соединений, присутству.лцих на аноднооб-рабатываекых поверхностях был определел с помои^ью метода фото-электрополяризации. Установлено, что при анодных потенциалах 2-3 В в ходе высокоскоростного растворения монель-металла на . поверхности присутствует оксид двухвалентной меди СиО , так как только он обладает электронным типом проводимости.

Получены данные пп величинам фотоответа участ::ов боковой поверхности, расположенных на различной глубине (рис.2), прошитого на копироаально-прошивочном станке С0П-902А отверстия.

50

ад

30

20

но

\

о.

\

\

с\

0 5 10 15 н,им

Вю.2. Зависимость величины фотоответа от глубины обработки.

-10

45

Уч.гя'ИГ*мкВ

0 1 а /?,В

Рис.3. Зависимость э.д.с. фотоэлектрической поляризации монель-металла от потенциала.

Сравнение этих данных с зависимостью величины,фотоответа от потенциала (рис.З') показывает, что на боковой поверхности прошиваемого отверстия реализуются малые потенциалы ( порядка 0,1 В), причем по мера приближения к рабочему ИЗЗ величина потенциала увеличивается и достигает своего, установившегося значения в рабочем МЗЗ. Этим объясняются высокие точностные показатели ЭХО монель-металла в водно-органическом электролите.

Электрофизические характеристики поверхностных пленок изучались также методом импедансной спектроскопии, йиш рассчитаны элементы эквивалентной электрической схемы системы мэ-

талл-пленка-электролит, в частности, диффузионный импеданс Вар-~ бурга. Снижение на порядок этой величины поело анодной обработки и характер годографа системы металл-пленка-электролит свидетельствуют о практически полной необратимости электрохимической реакции и замедленной стадии разряда-ионизации.

В то же время значения эффективной энергии активации ), рассчитанные темперртурно-кинетическим методом, находятся в диапазоне от 6 до 19 кДж/моль, что характерно для диффузионных '. процессов. Отсутствие зависимости плотности анодного тока от скорости вращения электрода свидетельствует о ток, что диффузия в растворз не является лимитирующей стадией процесса. Поэтому лимитирующей стадией процесса анодного растворения является замедленный транспорт катионов в пленке. По нашему мненито, более корректными можно считать данные, полученные температурно-кине-тическим методом непосредственно в ходе высокоскоростного анодного растворения, поскольку импедансные измерения проводились после отключения анодной поляризации.

В пятой главе приводятся результаты исследований по под-'' бору режимов обработки, влиянию компонентов электролита .на точ- -ность, производительность и качество поверхности. Кратко рассматриваются традиционные метода изготовления деталей ЭВП из монель-металла и дается сравнительная характеристика эффективности применения метода ЭХО для изготовления деталей ЭВП.

Установлено, что наибольшее влияние на точность обработки и качество поверхности оказывают состав электролита, технологическое напряжение и конструктивные особенности оснастки. Давление электролита, скважность технологического тока, сдвиг фазы импульса тока относительно нижнего положения электрода-инструмента изменяют точность обработки на 10-15$.

Доказано, что использование водно-органического раствора электролита позволяет достигнуть высоких точностей (конусность прошитых отверстий составляет 4-10), в то время как эксперименты о водным раствором электролита дают меньшие значения точности (конусность - II'- 15'). По-видимому, основным фактором , способствующим повшеник локализующих свойств раствора при введении в него органических растворителей, является уменьшение

электропроводности электролита.

Установлено, что по сравнению с водными электролитами влияние органической компоненты раствора наиболее сильно проявляется в снижении высоты микронерозностей на боковой стенке прошиваемого отверстия (до Rj 10-15 мкм), в то время как шероховатость торцовых поверхностей примерно одинакова (Rj Змкм), хотя и здесь наблюдается тенденция к снижению высоты микронеровностей, обусловленная образованием вязкого приэлектродного слоя, насыщенного продуктами анодного растворения.

а. :окая точность обработки при сквоь-лэй прошивке и различие в характере шероховатости торцовой и боковой поверхностей объясняются вторичным распределением тока и, как следствие, присутствием на боковой поверхности малых потенциалов.

Влияние органической компоненты раствора электролита на производительность.проявляется в снижении этого показателя 3X0 ■ на 15-2036 по сравнению с водными растворами, что несущественно при высокой абсолютной производительности процесса высокоскоростного анодного растворения..

Разработана оригинальная технологическая оснастка для изготовления нескольких деталей ЭЩ из монепь-неталла , имеющих формы, трудные для изготовления традиционными методами механической и эрозионной обработок. Оснастка позволяет избежать по-Бреадений электрода-инструмента при сквозной прошивке, а также регулировать р Адиус округления верхней кромки прошиваемого отверстия. Кроме того, для повышения точности 3X0 надежно герметизируется зона обпаботки. На основании проведенных экспериментов подобраны оптймальныз режимы обработки для монель-мегалла: технологическое напряжение 8-10 В

средняя плотность тока 8-12 А/см

род тона импульсный

амплитуда вибрации электрода-инструмента 0,2 мм давление электролита 0,07-0,10 мПа

сдвиг фазы импульса тока . 0е - 5°. •

Несмотря на то, что. точность 5/.0 незначительно уступает аналогичному показателю для традиционных методов обработки , высокая относительная точность, повторяемость размеров (до 0,005 мм).позволяют снизить разброс выходных характеристик ЭБП.

Исключение возможности образования дефектных поверхностных слоев, острых кромок и'заусенцев позволяет исключить из технологического маршрута операции по их удалению, что уменьшает себестоимость и.)готовле:шя детали. Полученная оптимальная шероховатость поверхности способствует повышению качества паяшх швов. Из табл.3 видно, что метод ЭХО , в отличие от других методов металлообработки,позволяет получить требуемую шероховатость поверхности в сочетании с формированием измененного поверхностного слоя с заданнкчи свойствами.

Таблица 3

Сравнительная характеристика различных способов обработки.

йзд обработки

Точность обработки, мм

Повторяемость размеров, мм

"Произво-' дительно-сть, час

Шероховатость поверхности Кг, мкм

торец

бок

Механическая

обработка ле- 0,02-0,05 до 0,01 0,5 2,5-8,0

звийннм инст- до 0,01 •

рументом

Заусенцы, острые кромки, ручная доработка, наклёп, остаточные напряжения

Злектрозрози-

онная обра- 0,02-0,05 до 0,01 0,8 2,5- 10,0

ботка до 0,01

Острые кромки, термически измененный поверхностный слой

Эяектрохими- ;

ческая раз- 0,03-0,07- до 0,005 0,5 . 3,2 Ю,0-15,С мерная обработка

Скругленные кромки, бездефектный поверхжк./ный слой, поверхность обогащена медью

Эффект обогаа(ения поверхностного слоя медью при ЭХО деталей из конель-металла способствует хорошей адгезии медных припоев к такой поверхности. Кроме того, затрудняется диффузия медного припоя вглубь медноникелевого сплава, что в совокупнос-

>ти позволяет повысить качество паяшх швов ЭЗЛ.

ШВЭДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обнаружено явление селективности при вмсокоскоростном анодном растворении монель-металла при всех исследованных условиях. Селективность доказана путем колччественного анализа отработанных растворов электролитов и определением состава поверхностных слоев медноникелевого сплава -осле анодного растворения.

2. Показано, что важную роль в процессе высокоскоростного анодного растворения монель-металла играют поверхностные пленки, которые легируются компонентами электролита, в частности , органическая компонента раствора электролита принимает участие в анодном растворении путем внедрения элементов этиленгликоля

в поверхностную пленку.

о. Показано, что ашднообработанаая поверхность медконике-лваого сплава обогащается медью, что в сочетании с фо^ш'.ровани-еи определенной шероховатости способствует повышения качества паяного шва за счет улучшения адгезии прппоя к поверхности детали.

4. Прегуюжен новый состав электролита, позволяющий получить высокую точность ЭХО в сочетании с требуемой величиной шероховатости обработанной поверхности.

о. Уста)овлема взаимосвязь величии) фэто-э.д.с. боковой поверхности прошитого отверстия с точностью и шероховатостью обработанной поверхности. ..'..•

б. Разработана технология ЭХО трех конкретных деталей ЭВП из монель-металла. Определены технологические режимы, позволяйте получить требуемые точность и шероховатость поверхности. Спроектирована и изготовлена оригинальная технологическая оснастка.

Основное содержание диссертации опубликовано • в следующих работах.

I. Бабанов А.Й., Балдин Г. К. О точности электрохимической размерной обработки.// Тез.докл. 7-ой отраслевой научно-практической конф. молодых специалистов-. Сер. I, Электроника СЗЧ.-

И,: ЦНИИ "Электроника", 1989,- вып.4 (308).- С.45-46.

2. A.c. № 1509203 СССР, IШ В 23 Н 3/04. Электрод-инструмент для размерной электрохимической обработки./ А.Ж.Еабанор,

Г. К. Валдин.- IT? 4307579/25-08; заявл. 21.09.87; опубл. 23.09. 89. // Нол. -Р 35.

3. Технологические параметры электрохимического формообразования медноникеле.чых сплавов в водных и водноэтиленгликолевых растворах электролитов./ А.Ж.Вабанов, С.А.Лилин,' Ё.И.Яшкова, Е.М.Румянцев.// Гез. докл. Всесоюзн. семинара "Нэвые электротехнологические процессы в машиностроении",- Кишинев,1990. - С. 35. '

4. Лклин С.А., Еабанов А.Ж., Румянцев Е.М. Исследование высокоскоростной ЭХО медноникелевых сплавов в водных и водноэтиленгликолевых растворах электролитов.//. Сб. научных трудов "Прогрессивные технологические методы в машиностроении". -Кишинев, 1991.- С.29-33.

б. БаЗанов А.Ж., Валдин Г.К. Электрохимическое размерное формообразование - перспективный способ обработки деталей ИЭТ: . Обзоры по электронной технике. Сер.7. Технология, органиэа- • ция производства и оборудование.- М.: ЦНИИ "Элеэтройика" ,

1991,- вып. 8 (1627).- 48 С.

6. A.c. IP I7I0234 СССР, МКИ В 23 Н 3/00, 9/14. Способ электрохимической обработки сквозных отверстий./ А.Й.Бабанов--

Г 4760703/08; заявл. II. 09.69; опубл. 07.02.92.// Вол. Р 5.

7. Явление селективности при высокоскоростном анодном растворения- шнель-металла в водноэтиленгликолевом нитратнохлорид-ном растворе./ С.А.Лилин, А.Ж.Бз.банов, В.Н.Алексеев, В.И.Яш-кова, Е.Ы.Румянцев.// Электронная обработка материалов.-

1992.- Ш 6.- С. 6-8.

Подписано к печати 29.04.93 г. Формат бумаги 60x84 Т/16. Печ.л. 1,0. .Усл.п.л. 0,93. Тираж 80 чкз. Заказ 1394/р.

Типографа ГУК ПК Минтопэнерго РФ, г. Иваново, ул. Ермака,41