Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Бурное развитие науки и техники в последние десятилетия обусловило необходимость создания новых материалов, обладающих высокой твердостью, прочностью, жаропрочностью и коррозионной стойкостью. К таким материалам относятся высокопрочные и нержавеющие стали, жаропрочные сплавы, магнитные сплавы, твердые сплавы, полупроводники и др. Обработка таких материалов традиционными методами резания (см. Металлорежущие станки и инструмент) сопряжена с большими трудностями, а иногда и невозможна. В таких случаях на помощь приходят новые методы обработки, основанные на использовании химической, электрической и других видов энергии.

Электрохимические методы обработки металлов основаны на принципе электролиза. Известно, что, если в сосуд с токопроводящей жидкостью ввести твердые проводящие пластинки (электроды) и подать на них напряжение, возникает электрический ток. Такие токопроводящие жидкости называются проводниками II рода или электролитами. К их числу относятся растворы кислот, щелочей и солей в воде или в других растворителях, а также расплавы солей. Носителями тока в электролитах служат положительные и отрицательные ионы, которые движутся соответственно к отрицательному электроду — катоду и положительному электроду — аноду. В зависимости от химической природы электролита и электродов, а также значения напряжения на металлическом катоде обычно выделяется водород или осаждается металл, на аноде происходит растворение металла, которое часто сопровождается выделением кислорода (см. рис.). Это явление и получило название электролиза.  Основные его законы сформулировал в 1834 г. великий английский физик М. Фарадей.

Почти 100 лет спустя (в 1928 г.) советские инженеры В. И. Гусев и Л. П. Рожков предложили использовать электролиз для размерной обработки металлов взамен точения, фрезерования, резания, шлифования.

Сейчас электролиз широко применяется в промышленных масштабах для нанесения защитных и декоративных покрытий на металлические изделия (гальваностегия), изготовления металлических слепков с рельефных моделей (гальванопластика), получения металлов из расплавленных руд и очистки металлов (гидроэлектрометаллургия),  в  производстве хлора  и  др.

На рисунке схематически представлен электролиз в водном растворе хлористого натрия (поваренной соли). Железный анод под действием тока растворяется, и ионы железа, соединяясь с гидроксильными ионами, образуют нерастворимые в воде гидраты оксидов железа, выпадающие в осадок.

При электрохимической размерной обработке металлов электроды (заготовка — анод и инструмент — катод) располагаются на очень близком расстоянии друг от друга (50—500 мкм). Между ними под давлением прокачивается электролит. Благодаря тому что зазор между электродами очень мал, напряженность электрического поля велика и обработка металла происходит очень быстро (0,5—2 мм/мин, а в некоторых случаях до 5—6 мм/мин со всей обрабатываемой поверхности). Если при этом поддерживать постоянным расстояние между электродами, то на заготовке (аноде) можно получить достаточно точное зеркальное отображение формы электрода-инструмента  (катода).