Неге антикоррозиялық ЭҚӨ (электр-құсқынды өңдеу) құралы химиялық өнеркәсіпте формаларды өндіруге сәйкес келеді

Химиялық өнеркәсіпте пішіндеу қалыптарын дайындау кезінде коррозияға төзімді ЭҚӨ (электр-құрылғымен өңдеу) құралдарына деген сұраныс туындайды

Агрессивті химиялық орта дәстүрлі құралдардың сапасын төмендетеді және ЭҚӨ компоненттерінің ақауға ұшырауын жеделдетеді

Химиялық өндіріс ортасында пішіндеу құралдары үнемі қатты әсерге ұшырайды. Хлорланған көмірсутектер, қышқылдық өндірістік булар және агрессивті тазарту құралдары пішіндеу қуысының бетін ғана емес, сонымен қатар өзін машинаға да терең енеді. Мыс қоспалы детальдары, көміртегі болатын бағыттаушы рейкалары және дайын сақиналары бар стандартты ЭҚӨ (электр-қоздыру өңдеу) құралдары тез тозады. Тұз қышқылы буларынан электрод ұстағыштарында пішінделген ойықтар центрлік қателіктерге әкеледі; еріткіштің әсерінен диэлектрлік тізбектің сақиналары ісініп, тікелей искра аралығына ластану енгізеді. Бұл тізбектің әсері нейтралды орталарға қарағанда жоспарланбаған жөндеулерді 30–40% арттырады — бұл өндіріс қабілетін төмендетеді және жалпы иелік шығындарын көтереді. Жоспарланбаған тоқтап қалу, компоненттерді алмастыру және қалдықтардың жиынтық әсері жылына 740 мың долларға жетуі мүмкін (Понемон институты, 2023 ж.). Бұл мәселені шешу үшін негізгі өзгеріс қажет: универсалды машиналардан коррозияға төзімді, арнайы құрылған машина құрылымдарына көшу, мұнда әрбір сұйықпен тікелей жанасатын және ауамен әсер ететін компонент ұзақ мерзімді химиялық төзімділік үшін белгіленген.

Электрохимиялық сәйкестік: Қалыптардағы пассивті тотығы қабаттары әсер етпейтін EDM архитектурасын қажет етеді

Жоғары өнімділікті калыптау материалдары, мысалы, 316L коррозияға төзімді болат пен Hastelloy C-276, коррозияға төзімділік үшін нанометрлік (2–5 нм) хромға бай пассивті тотығы бар қабатқа сүйенеді — бұл әлсіз электрхимиялық кедергі. Маңыздысы, ЭҚӨ (электр-қоздырумен өңдеу) қондырғысы өзі осы қабатты тұрақсыздандыратын қарама-қарсы электрод ретінде әрекет етпеуі керек. Ылғалды, қышқылды атмосферада стандартты қондырғылардағы мыс немесе латунь бөлшектері өңделетін бұйыммен гальваникалық жұп құрып, дәлме-дәл калыпты құрбан етілетін анодқа айналдырады. Микрогальваникалық коррозия өңдеу орнында басталады және кейіннен қызмет көрсету кезінде піттинг түрінде сыртқа шығады. Толық реакцияға тұрақты ЭҚӨ құрылымы бұл қаупті болдырмау үшін стратегиялық материал таңдау арқылы жүзеге асады: титан қорытпалы рамалар, электрполировкаланған коррозияға төзімді болаттан жасалған жұмыс ыдыстары және керамикалық қаптамалы бағыттауыш жүйелер. Машина мен бұйым арасындағы толық электрхимиялық инерттілікті қамтамасыз ету арқылы жүйе калыптың негізгі коррозияға төзімділігін сақтайды — сондықтан өңдеу процесі жасау korroziyağa turғызылған бөлшек кездейсоқ түрде компромисс жасамай-ақ оны.

Korroziyaға қарсы EDM құралдары химиялық тұрақты қорытпаларды сенімді өңдеуге қалай мүмкіндік береді

Титанмен қапталған электрод ұстары мен оптималды диэлектрлік сұйықтықтар 316L ретсіз болат пен Inconel 718 калыптарында гальваникалық коррозияны болдырмауға көмектеседі

Гальваникалық коррозия әртүрлі металдар өткізгіш диэлектрмен түйіскен кезде пайда болады—бұл 316L ретсіз болат пен Inconel 718 үшін EDM құралдарын қолданғанда ерекше мәселеге айналады. Стандартты болат электрод ұстары құралдың жұмыс істеу кезінде калып беттерін тоздыратын құрбан аноды ретінде әрекет етуі мүмкін. Физикалық булану депозициясы (PVD) арқылы қолданылатын титанмен қапталған ұстар химиялық тұрақты, тозуға төзімді барьер құрады, иондардың берілуін тоқтатады және негізгі металды мыңдаған құралдау циклдары бойынша қорғайды.

Бұған қоса, заманауи диэлектрлік сұйықтықтар коррозияға қарсы заттарды, мысалы, бензотриазолды қамтиды, ол металдың бетінде өзін-өзі жаңартатын мономолекулалы қабаттар түзеді. Бұл қабаттар еркін радикалдарды бейтараптандырады, хлоридтердің адсорбциясын басады және жоғары хлоридті ортада да піттингті болдырмауға көмектеседі. 316L маркалы болаттың көміртегі мөлшері төмен болғандықтан, оның сезімталдану қаупі азаяды, ал Инконель 718 сплавының никель-хром құрамы тотығуға төзімділік көрсетеді; дегенмен, электролиттік сұйықтықтың химиялық құрамы мен электрод материалдары сәйкессіз болса, екеуі де ЭҚӨ кезінде локальды коррозияға ұшырайды. Титанмен қапталған ұстағыштар мен арнайы дайындалған диэлектрлік сұйықтықтардың ықпалы нәтижесінде формалардың бүтіндігі сақталады: өлшемдік дәлдік, беттің сапасы және электрохимиялық тұрақтылық толық сақталады. Сондықтан агрессивті химиялық орталар үшін арналған формалар қайталанатын, ұзақ мерзімді жұмыс істеу қабілетін көрсетеді және соңғы өңдеуді қажет етпейді.

Механикалық кернеудің жоғы: Жылумен өңделген форма болаттары үшін ЭҚӨ құралының дәлдігінің маңызды артықшылығы

Химиялық өнеркәсіпте ұзақ мерзімді коррозияға төзімділік талап ететін қалыптауыштар үшін жылумен өңделген қалыптауыш болаттары—жиі 60 HRC немесе одан да жоғары қаттылыққа дейін қаттылатырылады—маңызды. Дәстүрлі өңдеу кезінде пайда болатын кесу күштері микротрещиналар, деформация немесе қалдық керілулерді туғызады, бұл циклдық беріктік пен коррозияға төзімділікті нашарлатады. Электр-эрозиялық (ЭЭД) құрғақ өңдеу бұл қауптарды толығымен жояды: электрод өңделетін бұйыммен ешқашан жанаспайды, сондықтан бұл процессте механикалық керілу болмайды . Бұл жанаспайтын принцип жұқа қабырғалы бөліктер, күрделі суыту каналдары және микрометрлік ауытқу тіпті ерте қирауға әкелуі мүмкін болатын аса қатты қорытпалар үшін өте маңызды.

Себебі күш берілмейді, сондықтан болаттың жылумен өңделген қасиеттері — қаттылығы, микрорелік құрылымы және өлшемдік тұрақтылығы толығымен сақталады. Калып жасаушылар қосымша кернеуді босату, қайтадан шынықтыру немесе полировка істеусіз қатайтылған материалға дәл, кесектерсіз тесіктерді тікелей қашаулауға болады. Құралға түсетін қысымның болмауы терең немесе кіші диаметрлі тесіктерде электродтың сынғыштығын да болдырмайды, ол өндірістік циклдар бойынша тесіктердің геометриясы мен беттің бүтіндігінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Химиялық өңдеуге арналған калыптар үшін — мұнда әрбір микротрещина қуыс коррозиясының пайда болу орны болуы мүмкін — ЭҚӨ құралымен тесу кернеусіз болғандықтан, бұл тікелей ұзақ қызмет ету мерзіміне, жоғары қауіпсіздік шегіне және калыптың сенімді жұмыс істеуіне алып келеді.

Неге ЭҚӨ тесу машиналары Hastelloy C-276 калып қуыстары сияқты коррозияға сезімтал қолданыстарда фрезерлеуден жоғары нәтиже көрсетеді

Өткізгіштік туралы мифті жоққа шығару: Шын коррозия қаупі диэлектриктің қалдығы мен электрод материалының сәйкессіздігінен туындайды — электр разрядының өзінен емес

Тұрақты қате түсінік — ЭҚӨ-де электрлік искраның өзі қалыптау материалдарын коррозияға ұшыратады. Шындығында, бұл процесс қатаң бақыланатын диэлектрлік сұйықтық ішінде жүреді, ол разряд кезінде изоляциялау мен салқындатуды қамтамасыз етеді және тотысу процесін болдырмауға көмектеседі. Гастеллой С-276 сияқты қорытпалар үшін шынайы коррозия қаупі keyin өңдеу кезінде — көпшілік қуыстарда қалып қойған диэлектрлік сұйықтықтан (оның ішінде агрессивті иондар болады) және электрод пен өңделетін беттің арасындағы гальваникалық жалғасудан туындайды. Мысалы, мыс электродтары Гастеллой беттерінде микроскопиялық шөгінділер қалдыруы мүмкін, бұл қышқылды өңдеу ортасына ұшыраған кезде пішінделген жерлердің тездетілген пішінделуіне әкелетін жергілікті гальваникалық элементтерді құрайды.

Заманғы антикоррозиялық ЭҚӨ құралдары екі қауіпті де азайтады: интегралды жоғары тиімділікті сүзгіштер 99,9 пайызынан астам бөлшектік және ионды қалдықтарды алып тастайды, ал төмен хлоридті концентрациясы бар және бейтарап рН-ті қамтитын диэлектрлік қоспалар реакциялық ластануды жояды. Осы қоспаларды гальваникалық емес электродтармен (мысалы, графит немесе титанмен қапталған мыс) қосу арқылы электрхимиялық сәйкессіздік толығымен жойылады. Ал қашаулау әдісі механикалық кернеуді болдырмауға мүмкіндік бермейді — беттің қатайуы, микрожарықтар және жылулық деформация, барлығы да қуыс пен кернеу коррозиясының пайда болуына ықпал ететін орындарды құрайды. ЭҚӨ құралы совместимді электродтармен жабдықталып, расталған тазарту протоколдарымен қосылған кезде, ол ақаулықсыз, кернеусіз бет береді — бұл Hastelloy C-276 сияқты жоғары сапалы қорытпалардың толық коррозияға төзімділігін сақтау үшін миссиялық маңызы зор химиялық қолданыстағы жалғыз қолданылатын нұсқа болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Химиялық өндіріс ортасында стандартты EDM бұрғылау машиналары неге сәтсіз аяқталады?

Стандартты EDM бұрғылау машиналары мыс және көміртекті болат сияқты материалдарды пайдаланады, олар қышқылдық буларға, хлорланған көмірсутектерге және тазартқыш заттарға ұшырағанда тезірек коррозияға ұшырайды, бұл компоненттердің нашарлауына және жөндеудің көбеюіне әкеледі.

2. Коррозияға қарсы EDM бұрғылау машиналары гальваникалық коррозияны қалай шешеді?

Олар гальваникалық жұптардың пайда болуын болдырмау үшін титанмен қапталған электрод ұстарғыштарын, коррозияға қарсы диэлектрлік сұйықтықтарды және реакцияға түспейтін машина компоненттерін қамтиды; сонымен қатар ішкі плесень зақымдануының қаупін жояды.

3. EDM бұрғылау машиналары термоөңделген плесеньдік болаттар үшін одан да жарамды ма?

Иә, себебі EDM бұрғылау механикалық кернеу тудырмайды, сондықтан термоөңделген болаттардың қаттылығы мен өлшемдік тұрақтылығы сақталады және микрожарықтар немесе қалдық кернеулер пайда болмайды.

4. Hastelloy C-276 плесеньдері үшін мыс электродтарын пайдаланудың қаупі қандай?

Мыс электродтары шөгінді қалдыруы мүмкін, олар қышқылды ортада әсер еткенде тесікше коррозиясына әкелетін жергілікті гальваникалық элементтерді құрайды. Гальваникалық емес электродтар бұл мәселені тиімді шешеді.