Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

Кружковцев следует практически знакомить с некоторыми современными технологическими процессами, например гальваническим покрытием металлических изделий медью, цинком и другими металлами, с электрополировкой металлов, электроискровой обработкой, электросваркой и т. п.

На рисунке показана электролитическая ванна (рис. 30), описанная в журнале «Физика в школе».

Ванна представляет собою прямоугольный стеклянный сосуд, в который наливается электролит. Сосуд устанавливается на доске, как это показано на рисунке. На фанерном щитке укрепляется зажим для стержня, посредством которого обрабатываемая деталь опускается в электролит.

На щите также находится скоба с двумя штырями, на которые подвешиваются пластинки анодов. На щитке же устанавливаются вольтметр и амперметр, переключатель и реостат. Схема включения показана на рисунке 30, справа.

При покрытии деталей металлом необходимо соблюдать определенные условия: точно составить электролит, определить величину тока в зависимости от поверхности детали, тщательно очистить и обезжирить Детали.

Погружение деталей в электролит производится под током при реостате, включенном полностью. Деталь помещается в ванне на одинаковых расстояниях от анодных пластин, но не слишком близко к ним. После этого с помощью реостата устанавливают ток требуемой силы.

Очистка предметов для гальваностегии. - Для получения ровного и прочного осадка металла необходимо тщательно очистить предмет от окислов и жира. Посредством напильника и наждачной бумаги очищают предмет от грязи и окислов. Если предмет имеет неровную поверхность, то очистка производится не механическим, а химическим путем—протравливанием 10-процентным раствором серной или соляной кислоты (железные изделия), цинк и алюминий — раствором серной кислоты, а никель — раствором соляной кислоты.

При травлении выделяются ядовитые газы, и поэтому работ)' следует производить в вытяжном шкафу или на открытом воздухе.

Обезжиривание производится промыванием в чистом бензине и погружением предметов в 10—20-процентный раствор едкого калия или натра. Малейшие следы жира на предмете представляют собою изолирующую прослойку, и отложения металла в этом месте не будет (если ток и будет проходить, то металл не будет прочно отлагаться).

После обезжиривания предметы нельзя брать руками. Необходимо заранее к предметам прикрепить проволочки для переноски их в электролитическую ванну. После очистки от жира предмет тщательно промывается в чистой воде и держится там до переноса в ванну.

Плохо очищенные предметы могут также загрязнить электролит. При правильно протекающем процессе отложения, представляют ровный матовый слой. Появление темных пятен указывает на плохое обезжиривание.

Э л е к т р о п о л и р о в к а металла. Электролит — 40—60-процентный водный раствор ортофосфорной кислоты. Катодом служит свинцовый электрод, анодом — полируемое изделие

Электрохромирование металлов. Электролит состоит из раствора — 1 л воды, 250 г хромового ангидрида, 2,5 г серной кислоты. Латунная пластинка после очистки и обезжиривания погружается в электролит на 0,5 — 1 минуту. Напряжение тока—4—5 в. Плотность тока— 10— 15 а/дм2. Катод берется меньших размеров, чем анод.

После хромирования изделие промывается водой.

После покрытия все предметы имеют матовую поверхность. Для придания им обычного блеска их необходимо полировать венской известью, мелом или зубным порошком с помощью суконки.

Никелирование. Электролит — на 1 л воды 350 г сернокислого никеля и 5 г серной кислоты. Напряжение тока — 12 в. Плотность тока—10 а/дм2. Анодом служит никелевая пластинка, катодом — никелируемый предмет. Латунная пластинка для никелирования,   тщательно   отполированная   и обезжиренная, погружается в электролит на , 2—3 минуты.

Электрополировка. В стеклянный сосуд опускают анод — медную пластинку, которую надо отполировать, и катод — тоже медную пластинку, только значительно большей поверхности. Электролитом служит ортофосфорная кислота НаРО^, уд. вес 1,54 — 1,6. Полируемая пластинка площадью поверхности 3—4 смг отшлифовывается наждачной бумагой, начиная от 1-го номера и кончая 000-м. Пластинка обезжиривается в содовом растворе.

Обрабатываемый предмет присоединяется к положительному полюсу батареи напряжением 3—4 в.

Катодом может служить такой материал, который химически устойчив к данному электролизу; в н-ашем опыте берется медная пластинка.

В цепь включается регулировочный реостат на 20—30 ом, вольтметр, амперметр и рубильник. Ток устанавливается в цепи 0,3—0,4 а (8—10 а на дм2).

Процесс полировки -длится   5—6 минут. Вначале  у  поверхности анода образуется пленка, которая потом разрывается и оголяет отполированную поверхность изделия. Изделие, не вынимая из ванны и не выключая ток, прополаскивают в электролите, после чего вынимают из ванны и промывают в чистой воде.

Сущность процесса полировки заключается в том, что неполированная шероховатая , поверхность изделия, имеющая мельчайшие i выступы и впадины, при полировке сглаживается, полируется и выступы стравливаются.

Модель для демонстрации электроискровой обработки металлов. При электрическом разряде (искре) между двумя контактами происходит разрушение металла. Это явление советские ученые используют для искровой обработки металлов. Электроискровой способ позволяет обрабатывать твердые сплавы, делать в изделиях отверстия различной формы и глубины.

Установки для электроискровой обработки металлов находят все большее применение в производственных процессах. Сущность этого способа заключается в следующем (рис. 31). Обрабатываемое изделие (Г) прочно устанавливают в ванне с керосином (2). Стержень-электрод (3) может совершать вертикальные движения вверх-вниз, Электрод (3) соединен проводником с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а изделие — с положительным полюсом.

Электрический ток идет от отрицательного полюса к электроду (3), от него через зазор в керосине к изделию и от последнего к положительному полюсу источника тока. Таким образом, в полученной электрической цепи роль анода выполняет изделие, а электрод является катодом.

Когда электрод приблизится к изделию и зазор будет очень маленьким, проскочит искра, при этом на аноде произойдет разрушение (эрозия), мельчайшая частичка изделия будет вырвана. По мере опускания электрода (3) глубина образуемого отверстия возрастет.

Включенный в цепь конденсатор препятствует образованию дуги, а реостат дает возможность подобрать нужное напряжение и ток в цепи.

В электроискровых установках электрод (3) совершает все время колебания. Это достигается с помощью соленоида (4). Верхний конец электрода (3) в этом случае снабжается сердечником (5).

Соленоид присоединяется с разных сторон реостата так, чтобы концы проводов находились под разными напряжениями.

Когда проскакивает искра и по основной цепи идет ток, соленоид втягивает сердечник вверх, поднимая одновременно и электрод. Это вызывает увеличение зазора, и основная электрическая цепь оказывается разорванной. В результате соленоид тоже выключится, сердечник упадет вниз, и, следовательно, опустит и электрод — искра проскочит снова. Затем весь процесс повторяется. Таким образом, воленоидный регулятор не только периодически выключает электрическую цепь и делает электрод (3) вибрирующим, но и постепенно опускает электрод.

Модель простейшей электроискровой установки изображена на рисунке 31, внизу.

Вибрирующий электрод (7) состоит из двух частей: нижнего медного и верхнего железного. Электрод поддерживается навесу слабопружинящей пластинкой (3). Железный конец электрода помещен в катушку, имеющую около 5 000 витков изолированной проволоки диаметром 0,15 мм (6). Катушка питается переменным током от осветительной сети. Катушка с электродом может перемещаться посредством винта в стойках, установленных на доске.

Вибрирующий электрод и обрабатываемая пластинка помещаются в. ванну, наполненную керосином, и присоединяются к батарее бумажных конденсаторов емкостью 20—30 мкф. При пользовании постоянным током можно применить электролитические конденсаторы, в этом случае положительный полюс конденсатора присоединяется к обрабатываемому изделию.

Конденсаторы присоединяются к сети напряжением 110—220 в. В цепь включают рубильник и реостат сопротивлением 100— 200 ом на силу тока в 5 а, который ограничивает ток короткого замыкания при соприкосновении вибрирующего электрода с обрабатываемой пластинкой

На рисунке 31 приведена электрическая схема установки. Для того чтобы демонстрировать процесс электроэрозии посредством теневой проекции, автор конструкции прибора Г. И. Жерехов рекомендует в качестве сосуда использовать стеклянную кювету, спкоторую вставляется жестяная пластинка

Ьфипаянным проводом.

ст'В эт<?м случае электрод делается в виде Рюпаточки и устанавливается поперек ребра Пластинки. По мере образования отверстия электрод винтом опускается ниже. Отверстие образуется через несколько секунд.