СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ЭФФЕКТА ШАРЖИРОВАНИЯ ПРИ ГИДРОАБРАЗИВНОМ РАЗДЕЛЕНИИ ВЯЗКИХ МЕТАЛЛОВ
METHOD OF ELIMINATING IMPREGNATION EFFECT IN HYDROABRASIVE SEPARATION OF DUCTILE METALS

Способ относится к комбинированным методам разделения металлов струйным методом со свободным абразивом и удалением припуска анодным растворением.
Известен способ [1, стр.41-50] гидроабразивной резки с использованием водной струи с абразивным песком или гранулами при высоком давлении. К недостаткам способа относится снижение качества поверхностного слоя при разделении вязких материалов из-за внедрения свободного абразива в обрабатываемый металл в области его обработки.
Известен способ [2, стр.97] струйной электрохимической обработки. Недостатком этого метода является сложность настройки для удаления эффекта шаржирования.
В качестве аналога выбираем способ [2].
Предлагаемый способ позволяет удалять эффект шаржирования и улучшать качество поверхностного слоя.
Способ осуществляют струйным методом с использованием в воде свободного абразива и анодного растворения припуска. Способ отличается тем, что после разделения металла подачу свободного абразива прекращают, подают токопроводящую жидкость, подают ток и анодным растворением удаляют припуск с поверхностей после разделения материала на глубину не менее 2/3 наибольшего размера зерен свободного абразива, применяемого для струйного метода.
На фигуре показана схема способа устранения эффекта шаржирования.
Режущая головка 1, которая одновременно является токоподводом к жидкой рабочей среде 2, включающей промышленную воду или слабый раствор нейтральных солей, противостоит разделяемому вязкому металлу 3, в котором присутствует застрявший абразив 4. Головка 1 и металл 3 подключены к источнику постоянного тока 5 с регулятором напряжения 6 и амперметром 7. При этом катодом является головка 1.
Способ осуществляют следующим образом.
На координатный стол станка (на фигуре не показан) устанавливают вязкий металл 3 и производят его разрезку по программе, после чего отключают подачу свободного абразива, уменьшают давление струи жидкости до значения, достаточного для обеспечения рекомендованной скорости потока рабочей среды 2, например в [2, стр.137-142], и подключают к головке 1 отрицательный полюс источника постоянного тока 5, а к металлу 3 - положительный полюс. Повышают напряжение на головке 1 и металле 3 регулятором напряжения 6 до верхней рекомендованной границы, например в [2, стр.142-144]. После чего производят обработку по тому же контуру, что и разрезание, с максимальной подачей, достаточной для удаления с поверхности разделенного металла припуска на глубину не менее 2/3 наибольшего размера зерен свободного абразива, что гарантирует удаление с обработанной поверхности всего свободного абразива, внедрившегося в поверхность разделения. Силу тока контролируют при помощи амперметра 7, сигнал с которого поступает на регулятор напряжения 6. Установленную силу тока поддерживают регулятором напряжения 6 по величине напряжения от источника постоянного тока 5.
Пример осуществления способа.
По предлагаемому способу разрезают алюминиевые листы толщиной 12 мм в водной рабочей среде, состоящей из свободного абразива в виде гранатового концентрата GMA 80 со средним размером зерна 150-300 мкм в промышленной воде, при давлении, равном 400 МПа, и с подачей струи 500 мм/мин. После чего подача свободного абразива прекращается, давление жидкости уменьшают до 2 МПа. Включают источник постоянного тока - выпрямитель с регулятором напряжения. Устанавливают напряжение на электродах 200 В, расстояние от сопла до заготовки устанавливают равным 5 мм, время обработки - 120 с. Полученные результаты: на поверхности заготовки отсутствовали вкрапления абразива, шероховатость поверхности в зоне обработки составляет Ra=4,3 (до удаления эффекта шаржирования эта величина была Ra=6,2).
Источники информации
1. Павлов Э. Гидроабразивная резка // Умное производство, №1 (7), 2009.
2. Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). Т.I. Обработка материалов с применением инструмента/Под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983, 247 с., ил.