<<
>>

Сущность электроэрозионного способа

Согласно термической и термомеханической теориям, описывающим при­роду электрической эрозии, при искровом разряде на поверхности материала протекает несколько процессов, характеризующихся высокими значениями давлений в ударной волне (2 - 7) ∙ 106МПа и температур в канале разряда (5-40) ∙ 103К [17].

Длительность разряда очень кратковременна, порядка 10-3 с. Согласно тепловой гипотезе в продуктах эрозии содержатся частицы образованные из паровой, жидкой и твердой фаз. В работе [18] теоретически рассмотрен вопрос о размерах частиц образующихся из парообразной фазы. Показано, исходя из величин критических давлений и температур для паров металлов и неметаллов, что для конденсации пара давление насыщения должно быть порядка нескольких сотен атмосфер, а конденсация будет интенсивно происходить уже при давлении несколько тысяч атмосфер. Проведенная автором оценка времени конденсации вещества из парообразной фазы и образования частиц из жидкой фазы показала, что для меди это составит 10-3 с и 2∙10-3с соответственно. Измерения времени длительности разряда показали, что оно порядка 10-5 с. Оценка максимального размера капель, образующихся из жидкой фазы за время 10-3 с, дает величину 10-4 см. Эксперимент дает размер капель 10-3 - 10-2 см, что требует ещё большего времени на их образование. Автором предложены эмпирические формулы для оценки доли парообразной и жидкой фаз в продуктах эрозии с учетом теплопроводности, температуры плавления, температуры испарения, удельной темлоемкости твердого и жидкого металла, скрытой теплоты плавления и испарения. Формулы не учитывают характеристики охлаждающей дис­пергирующей среды и показывают, что увеличение времени длительности импульса не влияет на перераспределение в соотношениях между парообразной и жидкой фазами.
В работе [19] выполнена оценка затрат энергии на химические

процессы при электроэрозионной обработке в изолирующей жидкой среде. Из­менение емкости приводит к изменению состава газов и их количества, соот­ветственно меняется доля энергии затрачиваемой на разложение среды. Увели­чение энергии импульса увеличивает эрозию анода и катода. Эрозия электродов находится в зависимости от длительности импульса. Эрозия медного электрода больше в кремнийорганической жидкости состава [O-Si(C2H5)2-On], чем в ке­росине. Расчет и эксперимент по условиям образования твердых частиц в про­дуктах эрозии были проведены в работе [20]. На основании рассмотрения структуры источников тепла при протекании импульса тока между катодом и анодом и допущении, что температурное поле и напряженное состояние обра­зованы точечным источником, были сделаны расчеты компонент тензора напряжений. Существенный вклад в образование твердой фазы в продуктах эро­зии следует ожидать в материалах с высокими значениями модуля сдвига и низкими значениями коэффициента термического расширения. Длительность импульса влияет только на протекание структурных превращений после прекра­щения разряда. При длительных импульсах происходит пластическая де­формация поверхностных слоев. В зависимости от величины искрового про­межутка находится энергия ударной волны, возникающей в аноде. Таким обра­зом, авторам удалось установить, что возникает две волны в аноде при пробое изолирующего промежутка искрой, тепловая волна, движущаяся со скоростью 10 - 15 м/с и, создающая температурные напряжения и ударная волна, не оказывающая влияние на напряженное состояние. Скорость движения ударной волны составляет (4 - 5) ∙ 103м/с. Таким образом, процесс хрупкого разрушения материала анода контролируется волновым процессом распространения термо­упругих напряжений в материале и градиентом температур в зоне действия раз­ряда, зависящем от длительности импульса. Чем меньше длительность разряда, тем выше градиент температуры, тем выше термоупругие напряжения.

В зависимости от условий релаксации этих напряжений разрушение материала бу­дет хрупким или вязким и соответственно будет меняться количество твердой

фазы в продуктах эрозии. В соответствии с вышеизложенными теоретическими и экспериментальными исследованиями по процессу эрозии, при протекании элек­трического разряда следует ожидать, что у различных материалов в зависимости от физико-механических и теплофизических свойств доля продуктов эрозии из газовой, жидкой и твердой фаз будет значительно изменяться. По этому иссле­дования процессов эрозии применительно к отходом вольфрамо-титано- кобальтового сплава и установление закономерностей являются актуальными на данное время.

Процесс измельчение отходов вольфрамо-титано-кобальтового сплава электрической эрозией представлен на рисунке 7.

Импульсное напряжение генератора импульсов 1 прикладывается к электродам 2 и 3 и далее к пластинам твердого сплава 6 (в качестве электродов также служат пластины твердого сплава). При достижении напряжения определённой величины происходит электрический пробой рабочей жидкости 5, находящейся в межэлектродном пространстве с образованием канала разряда 7.

Благодаря высокой концентрации тепловой энергии материал в точке разряда 8 плавится и испаряется, РЖ испаряется и окружает канал разряда газо­образными продуктами распада 9 (газовым пузырём). В результате развивающихся в канале разряда и газовом пузыре значительных динамических сил, капли расплавленного материала 4 выбрасываются за пределы зоны разряда в РЖ, окружающую электроды, и застывают в ней, образуя сферические или эл­липтические частицы порошка твердого сплава.

в)

Рисунок 7 - Процесс электроэрозии: а) фотография процесса э; б) схема процесса; в) схема установки

2.2

<< | >>
Источник: Кругляков Олег Викторович. Разработка и исследование вольфрамо-титано-кобальтовых сплавов на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава Т15К6. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата технических наук. Курск - 2019. 2019

Еще по теме Сущность электроэрозионного способа:

  1. Преимущества электроэрозионного способа
  2. Оборудование для электроэрозионного измельчения
  3. Способы формования порошковых материалов
  4. Анализ способов переработки отходов вольфрамо-титано­кобальтовых сплавов
  5. Способы спекания порошковых материалов
  6. Лексико-семантическое поле как способ описания фрагмента региональной языковой картины мира
  7. Оглавление
  8. Выводы по главе 2
  9. Введение
  10. Построение имитационной модели коммутационного устройства
  11. СОДЕРЖАНИЕ
  12. Анализ гранулометрического состава
  13. Рабочие жидкости
  14. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
  15. Определение гранулометрического состава
  16. ОГЛАВЛЕНИЕ
  17. Определение порядка выдачи пакетов из матрицы регистров