Способ комбинированного разделения металлов
Владельцы патента RU 2536128:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к комбинированным методам разделения металлов. Способ включает струйную обработку с использованием свободного абразива и анодное растворение припуска, при этом в качестве абразива используют нетокопроводящие абразивные гранулы, на которые наращивают слой льда из электролита толщиной не менее высоты выступания граней абразива, при этом абразивные гранулы со слоем льда из электролита подают на разделяемый материал, подключенный к положительному полюсу источника тока, водяной струей через смесительную камеру, которая подключена к отрицательному полюсу источника тока. Способ позволяет повысить качество поверхности разделения за счет дополнительного электрохимического растворения слоя материала с поверхности разделения. 2 ил.
Способ относится к комбинированным методам разделения металлов струйным методом со свободным абразивом и удалением припуска анодным растворением.
Известен способ [Павлов Э. Гидроабразивная резка // Умное производство, №1 (7), 2009., стр.41-50] гидроабразивной резки с использованием водной струи с абразивным песком или гранулами при высоком давлении. Недостатком данного способа является низкое качество поверхностного слоя поверхности разделения.
Известен способ [Кузовкин А.В., Смоленцев В.П. Размерное формообразование сложнопрофильных деталей с применением твердого токопроводящего наполнителя. - Воронеж: Изд-во ВГТУ. 2000. - 176 с.] размерного формообразования поверхностного слоя с применением твердого токопроводящего наполнителя, однако данный способ не позволяет разделять металлы.
Известен способ [Прогрессивные технологии гидроструйного резания материалов / Ю.С.Степанов, М.А.Бурнашов, К.А.Головин // Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. - 318 с.], где в качестве абразива используются ледяные гранулы. Недостатком данного способа является невозможность разделять металлические материалы.
Изобретение направлено на повышение качества поверхности разделения за счет дополнительного электрохимического растворения слоя материала с поверхности разделения.
Это достигается способом комбинированного разделения металлического материала, включающим струйную обработку с использованием свободного абразива и анодное растворение припуска, в котором в качестве абразива используют нетокопроводящие абразивные гранулы, на которые наращивают слой льда из электролита толщиной не менее высоты выступания граней абразива, приэтом абразивные гранулы со слоем льда из электролита подают на разделяемый материал, подключенный к положительному полюсу источника тока, водяной струей через смесительную камеру, которая подключена к отрицательному полюсу источника тока.
На фиг.1 показано взаимодействие абразивного зерна 1 с наращенным льдом 2 и заготовки 3.
На фиг.2 показана схема способа комбинированного разделения металлов.
Способ реализуется следующим образом.
В намораживающей камере 4 на абразивное зерно 1 наращивается слой льда 2 из электролита и подается абразивное зерно 1 со слоем льда 2 в смесительную камеру 5, где он «подсасывает» водяной струей 6, подаваемой через канал 7 и сопло 8. Смесительная камера подключена к отрицательному полюсу источника тока 9, а заготовка 3 к положительному. Абразивное зерно 1 с наращенным льдом 2 из электролита направляется на заготовку 3 водяной струей 6 через смесительную камеру 5. При этом в смесительной камере 5 лед 2 заряжается отрицательно. При столкновении абразивного зерна 1, покрытого слоем льда 2 с заготовкой 3, происходит скол льда 2 с абразивного зерна 1 с электрохимическим растворением слоя материала заготовки. Освободившееся от льда 2 абразивное зерно 1 снимает слой материала с заготовки 3 на последующем его перемещении вдоль оси водяной струи 6. Электрохимическое растворение поверхности разделения уменьшает дефектный слой и шероховатость поверхности после ее взаимодействия с абразивным зерном 1.
Пример осуществления способа.
По предлагаемому способу разрезают алюминиевые листы толщиной 12 мм. В качестве абразива использовался гранатовый концентрат с максимальным диаметром абразивных зерен 0,03 мм. Для образования льда использовался 20% раствор хлорида натрия. Для водяной струи использовалась промышленная вода. Давление водяной струи - 415 МПа. На
абразивные зерна наращивался слой льда толщиной 0,05-0,1 мм при температуре -150°С. Расстояние от смесительной камеры до разделяемого материала - 5 мм. Скорости перемещения режущей головки вдоль контура разделения - 500 мм/мин. Напряжение на зажимах - 380 В. Полученные результаты разделения материала - шероховатость поверхности в зоне обработки составляет Ra=3,8 (при обработке только абразивом эта величина была Ra=6,2).
Способ комбинированного разделения металлического материала, включающий струйную обработку с использованием свободного абразива и анодное растворение припуска, отличающийся тем, что в качестве абразива используют нетокопроводящие абразивные гранулы, на которые наращивают слой льда из электролита толщиной не менее высоты выступания граней абразива, при этом абразивные гранулы со слоем льда из электролита подают на разделяемый материал, подключенный к положительному полюсу источника тока, водяной струей через смесительную камеру, которая подключена к отрицательному полюсу источника тока.
