Альтернативный способ получения декоративных изделий из металла.

Гальванический способ травления металлов.

 Кроме  травления металлов  химическим  путем, существует еще один  способ травления  с  помощью  гальванической батареи. Этот  способ имеет   много  преимуществ   перед  химическим.  Сама   операция   травления гальваническим способом происходит гораздо быстрее, а контуры  вытравленного рисунка получаются более резкими и отчетливыми. В  состав протравы не входят едкие кислоты, вследствие чего не образуется вредных для здоровья газов.

Если рассмотреть  через лупу рисунок, вытравленный химическим способом, то окажется, что края отдельных углубленных  линий неровны и что, чем глубже линия, тем она шире протравлена. При  гальваническом способе  травления края отдельных  линий  получаются  совершенно   гладкими,  а   стенки  углублений вертикальными.  Описанный  выше  способ  предварительной  обработки предмета применяется  и при гальваническом травлении. Обработанный  предмет, служащий  анодом,  подвешивают в  ванну, содержащую  протраву,  на  проволоке, которая припаивается оловянным припоем к непокрытому месту; место спайки покрывается лаком.  Другой конец  проволоки  соединен  с  пластинкой  того  же  металла, служащей  катодом. В  качестве протравы  для  стали и  железа  употребляется железный купорос  или раствор нашатыря; для меди, латуни и бронзы  раствор медного купороса; для цинка  цинковый купорос  или раствор окиси хлористого цинка.  Если разные части рисунка требуется протравить до различной глубины, то   через   некоторый   промежуток   времени  предмет  вынимают  из  ванны, споласкивают те места, которые  не требуется вытравлять глубже, и наносят на них предохранительное покрытие, а затем снова  подвешивают предмет в ванну и продолжают травление.

     Составы для травления:

1.     меди:

     1 часть спирта,

     1 часть хромовой кислоты,

     10 частей воды.

2.     алюминия:

     1 часть спирта,

     1,5 части уксусной кислоты,

     1 часть хлористой сурьмы (сурьмяного масла),

     10 частей воды.

3.     свинца:

     8 частей спирта,

     5 частей двухлористого олова,

     80 частей воды.

Для травления железа возможно использовать раствор поваренной соли.

СПОСОБ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

На одном из сайтов наткнулся на патент http://ru-patent.info/21/75-79/2177391.html
Формула изобретения:    Способ размерной электрохимической обработки, при котором создают принудительные колебания одного из электродов, синхронизированные с импульсами напряжения с крутыми передним и задним фронтами, которые подают при сближении электродов и согласуют формы импульса технологического напряжения с изменением межэлектродного промежутка, исходя из условия максимального приближения формы тока к прямоугольной, отличающийся тем, что в конце импульса напряжение снижают с максимальной величины до величины менее напряжения поддержания дуги и достаточной для поддержания потенциала анодного транспассивного растворения и заканчивают импульс непосредственно перед зоной возможного появления контакта.

Электрохимическая обработка

Электрохимическая обработка является еще одним медодом электротехнологий. При этом способе изменение формы детали производится анодным растворением заготовки. Также как и при EDM
копируются размеры и форма электрода-инструмента. Для ЭХО характерно отсутствие контакта между электродами. Электрическая цепь создается через электролит. Последний должен непрерывно обновляться для удаления шлаков, образующихся в процессе работы. Достоинством ЭХО является низкое напряжение на электродах - порядка 12 В. Также отсутствует износ инструмента. Еще одно из заявляемых достоинств - высокое качество обработки.
Примеры изделий

Проволочная эррозионная машина.

Самой интересной из электроэррозионных систем, является так называемая Wire EDM. У этой машины в качестве электрода используется латунная проволока. Она постоянно перематывается с одной катушки на другую. Этой проволокой можно производить резку листовых материалов с высокой точностью.

 

 Схема процесса Wire EDM. 

 Примеры готовых изделий.

Механика EDM.

Также как и электрика, механическая чать простого прошивочного электроэррозионного станка не представляет особой сложности. Она фактически состоит из системы линейного перемещения, для транспортировки электрода к детали и от детали. Естественно, что механика должна обеспечивать достаточно малые перемещения.
Алгоритм перемещения может включать нескольоко фаз. На первой фазе электрод подводится к заготовке как только начинается искрообразование движение прекращается. Возобновляется движение после того, как искры перестанут действовать. Следующее необходимое действие - отвод электрода для удаления шлаков. Для этого электрод просто приподнимается над заготовкой, а струя рабочей жидкости должна все смыть.
Возможны и другие варианты движения. Например, китайцы любят делать только прямой ход, и при этом не заморачиваются на остановку при искрении. Естественно, что движение идет очень медленно.

Создание EDM машины.

Сложность EDM машины должна быть достаточно низкой. Фактически простой прошивной станок состоит из двух частей: генератора импульсов и механизма перемещения.
Импульсы тока формируются в момент уменьшения промежутка между электродом и обрабатываемой деталью. Это значит, что генератор импульсов должен содержать источник тока и накопитель энергии. Схема его получается очень простой. Например найдено у буржуев:

 Ссылка на схему EDM

В этой схеме выпрямленное напряжение заряжает конденсатор С1. Его разряд и дает искру. На входе стоит регулируемый трансформатор. У нас можно использовать ЛАТР. 

Другие схемы подобны вышеприведенной. Отличаются только количеством используемых элементов. 

Электроэрозионная обработка

В отечественной литературе аббревиатура EDM не используется, а применяется термин электроэрозионная обработка.

«Эрозия» — латинское слово, означающее «разъедание», полное или частичное разрушение металлов. Электроэрозионная обработка — это способ обработки металлов, основанный на разрушении их поверхности электрическим током.

К малому участку заготовки (площадью от долей 1 мм2 до 2—3 мм2) подводится элект­рический ток в виде кратковременных разрядов. При этом развиваются высокие температуры. Металл на этих небольших участках расплавляется (образуются «ванночки»). Часть его испаряется, а часть удаляют, причем в разных способах электроэрозионной обработки по-разному: либо электродинамическими силами, возникающими при разряде, либо механическим путем (движением электродов). Таким образом можно производить различную обработку металлов — отрезку, сверление, заточку инструмента и др.

На интенсивность электроэрозионной обработки прежде всего влияют теплопроводность, температура плавления, удельное электросопротивление электродов и величины, характеризующие электрический разряд. В этом перечне нет механических качеств обрабаты­ваемого металла. Дело в том, что твердость металла, например, мало влияет на интенсивность процесса, и при электроэрозионной обработке не очень сущест­венно, что обрабатывается — мягкая сталь или сверхтвердый сплав. А при других видах обработки это важно, так как производительность резания металла значительно зависит от его твердости. Некоторые твердые сплавы вообще невозможно обработать резанием. Техника же требует все более и более твердых материалов. Поэтому и были созданы способы электроэрозионной обработки. Родина их — Советский Союз.

Первый способ был создан в 1943 г. и назван электроискровым. Авторы его — супруги Б. Р. и Н. И. Лазаренко. Другие способы — анодно-механический, электроимпульсный, электроконтактный. Физические основы всех их одинаковы—разрушение поверхности металла электрическим током. Различаются они между собой, в основном, электри­ческой схемой и назначением.

При всех способах электроэрозионная обработка выполняется на станках По назначению их разделяют на отрезные, заточные, шлифовальные, копировальные, комбинированные. Все они имеют генератор импульсов тока, автоматическую подачу электродов, систему отсоса газов и паров. Некоторые системы требуют помещения заготовки и электроинструмента в диэлектрическую жидкость. В этих случаях станок имеет еще систему снабжен рабочей жидкостью.

Электроэрозионный метод обладает еще одним интересным свойством: при работе форма электрода-инструмента копируется в заготовке. Это объясняется тем, что разряд возникает между наиболее близкими точками электродов. По этому электроэрозионную обработку применяю, там, где нужно обрабатывать сложные по форме детали: внутренние полости кузнечных штампов или постоянных металлических литейных форм (кокилей), тонкие и глубокие щели и т. И еще одним важным свойством обладает электроэрозионная обработка. Разряды электрического тока производят как бы тепловую закалку металла и делают его поверхность более прочной. Это позволяет применять ее для упрочнения металлов.