Способ электролитного нагрева

 

.Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - снижение уд.расхода электроэнергии при поверхностном нагреве детали-анода. Цель достигается использованием при электролитном нагреве детали-анода помимо постоянного напряжения импульсного напряжения с амплитудой и длительностью импульса в соответствии с технологической температурой. При подаче импульсного напряжения происходит перераспределение потоков тепла из оболочки в металлический анод и электролит и увеличивается теплоотвод в анод за счет большей скорости распространения тепла в металле, чем в электролите. 2 табл. с S8 z 41 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) Ai (5И 4 Н 05 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 4Й, К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4065017/24-07 (22) 05.05.86 (46) 30. 10.87. Бюл. II 40 (71) Институт прикладной физики

АН МССР (72) А.В.Рыбалко, С.И.Галанин, В.И.Хамурарь, П.Н.Белкин, В.И.Ганчар, М.Г.Говберг и Я.Ш.Розенталь (53) 621.365.6t (088.8) (56) Электронная обработка материалов, 1977, NI 6, с.19-23.

Электронная обработка материалов, 1979 У 5, с.8-13. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНОГО НАГРЕВА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — снижение уд.расхода электроэнергии при поверхностном нагреве детали-анода.

Цель достигается использованием при электролитном нагреве детали-анода помимо постоянного напряжения импульсного напряжения с амплитудой и длительностью импульса в соответствии с технологической температурой.

При подаче импульсного напряжения происходит перераспределение потоков тепла иэ оболочки в металлический анод и электролит и увеличивается теплоотвод в анод за счет большей скорости распространения тепла в металле, чем в электролите. 2 табл.

55

1 13

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов, а именно к применению электролитного нагрева в машиностроении.

Цель изобретения — снижение удельного расхода электроэнергии при поверхностном нагреве детали — анода.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала на деталь-анод, находящуюся вне соприкосновения с электро1 питом, и на распределенный катод подают постоянное напряжение. После этого деталь приводят в соприкосновение с электролитом. 3а счет высокой плотности тока в прианодной области происходит вскипание электролита, образование парогазовой оболочки и разогрев детали. При дальнейшем погружении детали парогазовая оболочка распространяется на всю поверхность детали.

После этого постоянное напряжение снижают и к детали прикладывают напряжение в виде униполярных импульсов треугольной формы с крутизной

6 нарастания = 10 В/с и отношением крутизны нарастания к крутизне спат Ф да в диапазоне от 10 до 10 . Время переключения постоянного напряжения на импульсное определяется экспериментально. Регулированием амплитуды и длительности импульсов устанавливается технологическая температура обработки.

Экономия потребляемой энергии при переходе на импульсное напряжение обусловлено перераспределением потоков тепла из оболочки в металлический анод и электролит в сторону увеличения теплоотвода в металл за счет более высокой скорости распределения тепла в металле, чем в электролите, Поэтому для достижения од.ной и той же температуры анода при подаче импульсного напряжения требуются меньшие эффективные значения тока, напряжения и мощности, чем при нагреве на постоянном напряжении.

Степень перераспределения энергии связана со скоростью ее подвода к поверхности детали — анода, поэтому интенсификация импульсного нагрева увеличивается при применении импульсов скрутизной нарастания не ниже б

10 В/с. По этой же причине оказывается энергетически невыгодной боль49012 2 шая длительность заднего фронта импульса, поэтому отношение крутизны нарастания импульсов К„ к крутизне спада К, IO К„/К, 10

Пример 1. Проведен нагрев стальных образцов диаметром 8,6 мм и высотой 24 мм в 107-ном водном растворе аэотнокислоГо аммония. Тем" пературу нагрева измеряли хромельалюминиевой термопарой. На образцы подавали постоянное напряжение

180 В, после чего их погружали в электролит. После образования парогазовой оболочки постоянное напряжение переключали на импульсное, хрутиэна нарастания которого составля7 ла 10 В/с при отношении крутизны нарастания к крутизне спада 10

Результаты измерений представлены в табл.1.

Пример 2. Проведен сравнительный нагрев стальных образцов при подаче импульсного напряжения с различной крутизной нарастания и спада при эффективном напряжении 130 В.

Остальные условия нагрева такие же, как в примере I. Результаты приведены в табл. 2.

При постоянном напряжении потребляемая мощность 1380 Вт.

Приведенные данные показывают, что применение импульсного напряже2 4 ния при соотношении 10 К„/К,а10 при К„ = 10 позволяет сократить б потребляемую мощность до I5-17Х, при К„= 10 — до 35-437, при К =

10 — до 55-63Х. Потребляемая мощность при увеличении крутизны

40 спада (K >1О ) не снижается иэ-за необходимости увеличения частоты следования импульсов для поддержания среднего эффективного напряже ния.

Использование предлагаемого изобретения позволит сократить удельный расход электроэнергии, а также снизить весогабаритные характеристики источников питания и теплообменников в установках электролитного нагрева.

Формула изобретения

Способ электролитного нагрева деталей, при котором подают постоянное напряжение между обрабатываемой деталью — анодом и погруженным в з 1349012

4 электролит катодом, погружают деталь ности детали постоянное напряжение в электролит и контролируют наличие снимают и к детали прикладывают на. парогазовой оболочки на детали, пряжение в виде униполярных импуль.. отличающийся тем, что, сов треугольной формы с крутизной

6 с целью снижения удельного расхода нарастания 10 В/с и отношением круэнергии, после распространения па- тизны нарастания к крутизне спада в

z 4 рогазовой оболочки по всей поверх- диапазоне от 10 до 10

Т а б л и ц а 1

Температура нагрева, С

I 7 1 Г

Показатели

620 670 710 750 780 825 890 950

Эффективное напряжение, В

120 29 146 173 185 208 238 268

Постоянное импульсное напряжение

78 102 116 130 141 160 181 201

Потребляемая мощность, Вт, при напряжении:

1230 1300 1343 1380 1386 1395 1452 1554

630 680 730 786 804 892 977 1113 постоянном импульсном

Таблица 2

10

1365

10

1370

1375

10

1375

10

1300

10

1043

1О

1О

1290

1О

1380

10

1360

10

1280

10

786

10

963

1 349012

Продолжение табл.2

l0

1375

l0

1350

10

ll35

l0

690

1О

1330

Закаэ 5201/57 Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель О.Турпак

Редактор М.Цнткина Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец