ЦАХИЛГААН ФИЗИК БОЛОН ЦАХИЛГААН ХИМИЙН БОЛОВСРУУЛАЛТ

Материал боловсруулах физик-химийн арга Өнөө үед машин үйлдвэрлэлд физик - химийн төрөл бүрийн арга өргөн

хэрэглэх боллоо. Эдгээр аргуудад цахилгаан очны, цахилгаан авалцааны, цахилгаан импульсийн, анод механикийн, цахилгаан химийн, хими механикийн, ультра дууны зэрэг аргууд орно.

Бэлдэцийн тодорхой хэсэгт цахилгаан, хими ба бусад төрлийн эрчим хүч өгч, механик хүчгүйгээр металлыг боловсруулна. Эдгээр арга нь технологийн дараах давуу талтай. Үүнд: бэлдэцээс тавилт авах процесс нь хэв гажилтгүй, дотоод бүтэц, шинж чанарын өөрчлөлтгүй явагдана. Зоролтоор муу боловсруулагдах молибден, титан, гянт болдын хайлш зэрэг бат бэх, хатуу эсвэл маш зөөлөн металлыг боловсруулж, ихэвчлэн согоггүй гадаргуутай, боловсруулахад хэцүү түвэгтэй хэлбэр дүрстэй эд анги гарган авах боломжтой.

Эд ангийн гадаргуугийн хэлбэр үүсгэх хөдөлгөөн нь түвэгтэй биш бөгөөд боловсруулалтыг автомажуулахад хялбар байна.

Цахилгаан - физик, цахилгаан - химийн аргаар хос хэв /штамп/, шахуур хэв /пресс-форм/, сунгах хошууны маш жижиг хэмжээтэй, янз бүрийн хэлбэр дүрстэй нүх, ховил гарган авч болно.

Боловсруулах металлын гадаргууг цахилгаанаар буюу химийн үйлчлэлээр идүүлэх аргаар боловсруулна. Цахилгаанаар идүүлэх арга нь цахилгаан цахилуулах үйлчлэлээр боловсруулна. Химийн үйлчлэлээр идүүлэх нь химийн буюу цахилгаан -химийн үйлчлэлд үндэслэнэ.

Сүүлийн жилүүдэд үйлдвэрийн газар материалыг боловсруулах гэрэлт цацрагын /лазерын/ арга, цахилгаан цацрагын арга, плазмын урсгалаар боловсруулах аргыг хэрэглэх боллоо.

Цахилгаан очны ба цахилгаан импульсийн арга

Цахилгаанаар идүүлэх боловсруулалт нь гүйдэл дамжуулах металлын хоорондох цахилгаан импульсийн цахилал явуулж тэдгээрийг эвдлэхэд үндэслэгдэнэ. Электродын нэгийг нь багажаар, нөгөөдөхийг нь бэлдэцээр хийж, гүйдэл залган ойртуулахад цахилгаан цохилтонд хүрэлцэхүйц хүчдэл бий болно. Цохилтын нарийн сувагаар 10" - 1Сг8 секунд хугацаанд гүйх гүйдлийн нягт 8 -10 кА/мм2 болдог. Электрод - бэлдэц дээр үүсэх температур 10000°С хүртэл огцом халж, боловсруулах металлын жижиг эзлэхүүнийг хайлуулжууршуулна. Цахилгаан тусгаарлагч шингэн орчин идэх процессыг идэвхжүүлнэ. Цахилгаан цохилт богино замаар явагдаж цахилуур хоорондох хамгийн бага зайд байгаа хэсгийг эвдэлнэ. Улмаар бэлдэцийн боловсруулах гадаргуу нь багажны хэлбэртэй адил болно. Идүүлэх процессыг тасралтгүй явуулахын тулд хоёр электродыг байнга ойртуулан тогтмол зайнд барина. Цахилгаанаар идүүлэх боловсруулалтын үед цахилгаан статик, цахилгаан динамик, механик, шингэний процесс явагдсанаас бэлдэц дулааны үйлчлэлд орж эвдэрнэ. Цахилгаанаар идүүлэх арга нь цахилгаан оч, цахилгаан импульсийн ба цахилгаан шүргэлцээт боловсруулалтын төрлүүдээс бүрдэнэ.

Цахилгаан очны боловсруулалт Энэ боловсруулалтыг бага голчтой нүх, нарийн ховил гаргах, зоролтоор

боловсруулахад түвэгтэй хэв, зорох багаж, цахилгаан төхөөрөмж, түлшний хэрэгслийн өндөр нарийвчлалтай харьцах эд анги боловсруулахаас гадна эд ангид

тэмдэг тавих, боловсруулж байгаа эд ангиас хугарсан багажийг салгаж авах зэрэгт хэрэглэнэ. Суурь машины бүтээмж харьцангуйгаар их биш 20 -30 мм3/ мин байна.

Анод /бэлдэц/ ба катод /багаж/-ны хооронд очны цахилал гаргаж авахын тулд ихэвчлэн 2-5 кГц давтамжтай импульс үүсгэх хүчдэл бууруулах бүдүүвчийг ашиглана. 1943 онд эрдэмтэн Б.Р. Лазаренко, Н.И. Лазаренко нарын боловсруулсан энэ арга нь дараах зарчмаар ажиллана (11.188-р зураг). Үйлдвэрийн тос, керосин мэтийн цахилгаан гүйдэл дамжуулах шингэн агуулсан онгоц 7 дотор боловсруулах эд анги 5-ийг байрлуулж тогтмол гүйдлийн генератор 1-ийг нэмэх туйлтай холбож, багаж электрод 3-ыг хасах туйлд тус тус залгаж контакт 2-оор, гүйдлийн тэжээгүүрээс өгч байгаа эрчим хүчийг конденсаторын хураагуур 4-өөр (секундэнд хэдэн зуу мянган цэнэгийн давтамжтай) очны цэнэгийн эрчим хүч болгож хувирган эд анги 5-ийг цахилуулах агшингийн температур нь 10000°С-т хүрнэ. Катодоос тасарсан электронууд анод - эд ангийн гадаргууг 0.02-0.1 мм хүртэл гүнд идэж боловсруулна. Катод, анодын хоорондох очлолын зай 6 нь 5-100 мКм байх бөгөөд түүнийг автомат хэрэгсэлээр тохируулна. Электрод - багажийг зөөлөн гууль ЛС59, зэс, зэс - графит, ширэм, гянт болдоор хийнэ. Багажны үзүүрийн хэлбэр нь эд ангид гаргах нүхний хэлбэртэй адил байна.

Цахилгаан очоор гаргасан гадаргууны цэвэршилт нь Rа= 0.20 -

0.025 мКм байх бөгөөд ± 0.002 мм нарийвчлалтай нүх боловсруулж болно. Түүнчлэн ирлэх, гадаргууг батжуулах зэрэг боловсруулалтанд ашиглана. Металлын цахилгаан орчны боловсруулалтын бүдүүвч

Цахилгаан очны боловсруулалтын горимыг импульсийн чадлаас хамааруулан хатуу, дунд, зөөлөн, хэт зөөлөн гэж ангилана. Хатуу горимыгхэлбэр гаргахад, дунд зэргийн

горимыгдутуу цэвэршилтэй, зөөлөн, хэт зөөлөн горимыг цэвэршилтэй, өндөр цэвэршилтэй боловсруулалт хийхэд хэрэглэнэ. Хатуу, дунд зэргийн горимыг 1.5-10мм3/с бүтээлтэй, (RZ = 160-40 мКм гадаргууны сөртөнтэй урьдчилсан боловсруулалт, зөөлөн, хэт зөөлөн горимыг ~ 0.001 мм3/сбүтээлтэй, RA= 6.3-0.8 мКм сөртөнтэй гүйцээх боловсруулалт явуулахад тус тус ашиглана. Хатуу горимоор боловсруулахад гүйдэл үүсгэгчийн хүчдэл 100-200В, хэлхээний гүйдлийн хүч 6А, конденсаторын багтаамж 100 мкф-аас дээш байна. Ажлын зөөлөн горимд хүчдэл 100-200В, гүйдлийн хүч 1А-аас бага, хураагуурын багтаамж 10 Мкф байна. Агшин зуурын бага хүчдлээр цохиход 6-8 р ангилалын цэвэршилтэй гадаргуу гарган авна. Цахилгаан очны боловсруулалт нь харьцангуй их бүтээмжтэй, электрод - багажын элэгдэл ихтэй, авсан металлын эзлэхүүний 50% ба түүнээс илүү хувь эзэлдэг учир хэрэгцээ нь хязгаарлагдмал байна. Цахилгаан очоор боловсруулах СН-144, 4Д721, М25, 4531 болон 4531П маркийн тоон программчилсан удирдлагатай суурь машинуудыг үйлдвэрлэж байна.

Цахилгаан импульсийн боловсруулалт Энэ боловсруулалт нь цахилгаан очноос нумын цахилалын нягт ихтэй гүйдэл,

цохилтын бага хүчдэл, нам (0.4-3 кГц) давтамжийн урт импульс хэрэглэдэгээр ялгаатай. 1951 онд боловсруулж үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн энэ аргаар 180 м2 хүртэл том талбайд 8000 м/мин хүртэл их бүтээмжтэй боловсруулалт явуулна. Бага эрчим хүчтэй, тусгай импульсийн гүйдлээр цахилах графитийн электрод - багажаар боловсруулахад 4000-500°С -ийн нам температуртай нум үүсгэх учир электрод - багажны элэгдэлийг 1% хүртэл, эрчим хүчний зарцуулалтыг 2 дахин багасгана.

Цахилгаан импульсийн боловсруулалтын суурь машины бүдүүвчийг зураг. 11.189-д үзүүлэв. Эдгээр машинуудад 40 кВт хүртэл их чадлын генератороор

импульсийн цахилал үүсгэнэ. Селен шулуутгагч 2-оор (1 секундэнд 490 импульс өгөх) гүйдэл нэг чиглэлд гүйнэ. Цахилгаан импульсээр боловсруулахад бэлдэц катодтой (-), харин багаж анодтой (+) холбогдоно. Электродыг богино холболтоос хамгаалахын тулд бэлдэц 4 буюу багаж 3-ыг өгөлтийн чиглэлд хэлбэлзэх хөдөлгөөнд оруулна. Багажийг зэс, хөнгөн цагаан, ширэм, нүүрс, графитаар хийнэ. Гүйдэл үл дамжуулах шингэн орчинд боловсруулалт явуулна.

Цахилгаан импульсийн боловсруулалтын горимыг гадаргууны талбайгаас хамааруулан сонгоно. 20-80 м2 талбайд бохир боловсруулалт хийхэд 50-300А, цэвэр боловсруулалтанд 5 - 50А, гүйдлийн хүч хэрэглэнэ. Цахилгаан импульсээр боловсруулах суурь машины бүтээмж нь 100-300 мм3/с хүрнэ.

Түүний графит электродын элэгдэл нь 0.1-0.5 %-иас үл хэтэрнэ. Халуунд бат бэх хайлшаар хийсэн хэв, турбины далбаа гэх мэт эд ангийн түвэгтэй гадаргууг гарган авах урьдчилсан боловсруулалтанд цахилгаан импульсийн боловсруулалтыг хэрэглэх нь илүү ашигтай байдаг. Цахилгаан импульсээр боловсруулах олон талын ажиллагаатай 4Д722А, 4Д723, 4А72А, 4726, 4Е723, 4Е724, 4Д722АФ1, 4Г721М, 451ФЗ, А20759 маркийн гар удирдлагатай, ЛЭ-

501М маркийн гэрлээр хуулбарлах систем бүхий удирдлагатай суурь машинуудыг үйлдвэрлэж байна. Цахилгаан импульсийн боловсруулалтын бүдүүвч

Цахилгаан импульсийн аргаар Ка = 0.100-0.025 мКм, ГС2 =0.1-0.05 мКм нарийн цэвэршилтэй 0.5-2 мКм өндөр нарийвчлалтай гадаргууг боловсруулахад электрон, радио электрон техникт өргөн ашиглаж байна.

Цахилгаан шүргэлцээт боловсруулалт Энэ боловсруулалт нь хатуу хайлшин цутгамал, давтмалд бохир

боловсруулалт явуулж, бэлдэцээс их хэмжээний тавилт авахад хэрэглэгдэнэ. Энэ аргыг 1925 оноос эхлэн бэлдэц зүсэхэд хэрэглэж иржээ. Нум буюу шүргэлцээний үйлчлэлээр бэлдэцийн гадаргууг халаан зөөлрүүлж багажын механик үйлчлэлээр боловсруулна. Түүний бүтээлийт дээшлүүлэхийн тулд хурдан эргэх электрод - багажийг бэлдэц рүү / 0.2-6.0 /х 105 Па даралтаар шахна. Цахилгаан шүргэлцээт боловсруулалтын процессыг агаарт явуулахад түүний бүтээлд электродын туйлшрал нөлөөлөхгүй тул ихэнхдээ бага /20-40В/ хүчдэлтэй боловч их чадалтай хувьсах гүйдэл, заримдаа тогтмол гүйдэл хэрэглэнэ. Гүйдлийн хүч 5-5000А хүрнэ.

Зээрэнцэг хэлбэрийн электрод - багажийн эргэлтийн хурд 30-60 м/с байх бөгөөд энэ нь анод - механикийн боловсруулалтынхаас 2.5-3 дахин илүү байна. Боловсруулалтын бүтээмж нь ердийн гангийн 1-1.5 мм, халуунд бат бэх гангийн 0.2-0.3 мм гүн хайлмал үеэс 500 кг/цаг байна. Энэ арга нь металл боловсруулах хамгийн их хурдтай боловч гадаргуугийн цэвэршил, хэмжээний нарийвчлал муутай байна.

Зорох багаж ирлэх, металлын гадаргууг ислээс нь цэвэрлэх, фрезердэх, өнгөлөх, өрөмдөх, цүүцдэх зэрэг үйлдлийг цахилгаан шүргэлцээт боловсруулалтаар

гүйцэтгэх учир дээрх үйлдлүүд гүйцэтгэх олон талын ажиллагаатай ердийн суурь машинуудыг ашиглаж болно.

Цахилгаан шүргэлцээт боловсруулалтаар өнгөлөх бүдүүвч: а

-дугуй өнгөлгөө, б - хавтгай өнгөлгөө

Цахилгаан химийн арга Цахилгаан химийн боловсруулалт нь цахилгаан задлагын хууль, цахилгаан

задлагын процесс явагдахад үүсэх туйлшралтын үзэгдэлд үндэслэнэ. Цахилгаан задлагын хүчиллэг ба шүлтлэг уусмалд дүрэгдсэн электродын хооронд тогтмол гүйдэл дамжуулахад анод уусаж өөрөөр хэлбэл, анодын металл уусмалд шилжих процесс явагдагт энэ боловсруулалтын мөн чанар оршино. Боловсруулалтанд анодын үүргийг боловсруулах бэлдэц гүйцэтгэнэ.

Цахилгаан задлага дахь цахилгаан хэмжээст боловсруулалтыг дараах төрлүүдэд ангилна.

1. В.Н. Гусевийн бүтээсэн хөдөлж буй цахилгаан задлаганд явагдах цахилгаан химийн хэмжээст боловсруулалт

2. Анодыг уусган элээж зоролттой хоршдог анод элээлтийн боловсруулалт 3. Цахилгаан идэлт ба химийн аргыг хослуулсан боловсруулалт Цахилгаан

химийн зүлгэлт, цахилгаан химийн хэмжээст боловсруулалтанд /ховил, хөндий гаргах, тэмдэг тавих/ үл хөдөлдөг, / турбины далбан боловсруулах зэрэг/ хөдөлдөг электрод - багаж, гүйдэл дамжуулах /үл зэврэх ган, зэс, хар тугалга/ металлаар хийгдсэн катод бүхий цахилгаан задлагын онгоц хэрэглэнэ. Цахилгаан химийн зүлгэлт. Энэ боловсруулалтаар гадаргуун сөртөнгүүд уусан тэгширч эхлэх бөгөөд аажмаар толь мэт тольгор болно. Хар ба өнгөт металл бэлдэцийн тавилтыг 0.05-0.15 мм/с хурдаар авах боловсруулалт нь 5-10 мин үргэлжлэх ба боловсруулсан гадаргууны сөртөн Р2 = 0.8-0.2 мКм байна. Цахилгаан зүлгэлтээр согогтой үе автаж эд ангийн цуцалтын бат бэх, зэврэлтийн тэсвэр дээшлэх зэрэг физик - механикийн шинж чанар сайжирдаг онцлогтой. Зорох, хэмжих багажны гадаргууг гүйцээх, гоёл чимэглэлийн засал, эд ангийг бат бэх барьцалдуулан бүрэх, бүрээсний сийрэгжилтийг багасгах зорилгоор гальваникаар бүрэхийн өмнө эд ангийн гадаргууг цэвэрлэхэд цахилгаан химийн зүлгэлтийг хэрэглэнэ. 5-12% хүхрийн хүчил, 6-8 % хромын хүчлийн усаа алдсан үлдэгдэл, 70% фосфорын хүчил, 12-15% ус агуулсан цахилгаан задлагын уусмалаар нүүрстөрөгчит, бага чанаржуулсан ган, халуунд бат бэх хайлшаар хийсэн турбины далбан зэргийг цахилгаан задлагын 10 % ЫаС1- ын 20-30°С температуртай уусмалд 10-15В хүчдэл, 0.15-0.25 А/мм2 гүйдлийн хүчтэй горимоор; титаны хайлшийг цахилгаан задлагын 8%ЫаС1-11% КМ03- тай 22 - 35°С температуртай уусмалд 10-12 В хүчдэл, 0.08-0.12 А/мм2 гүйдлийн хүчтэй горимоор цахилгаан химийн зүлгэлтийг тус тус явуулна.

Цахилгаан химийн хэмжээст боловсруулалт

Бэлдэц /анод/ ба багаж /катод/-ийн хоорондох завсараар цахилгаан задлагыг

явуулдагаараа онцлогтой. Ердийн аргаар боловсруулахад бэрхшээлтэй эд анги, давтах, шахах хэвний бортогон ба тусгай маягийн нүх, түүнчлэн турбины далбаанд гүн нүх гаргах зэрэгт цахилгаан химийн боловсруулалтыг хэрэглэнэ.

Эд ангид Ка = 1.25-0.35 мКм сөртөнтэй нүх гаргахад 0.05-0.15 мм, түвэгтэй хэлбэрийн ховил гаргахад 0.2-0.5 мм хүртэл нарийвчлалтай боловсруулалт явуулахад зарцуулах хугацаа механик боловсруулалттай харьцуулахад 4-5 дахин, цахилгаан идэлтийнхээс 2-3 дахин бага байхаас гадна гараар гүйцээх боловсруулалт хийх ажиллагаа эрс багасна.

Шингэний динамикийн шаардагдах нөхцөл гарган авах, суурь машины чиглүүлэгч, үл хөдлөх хэсгийг хамгаалах, цахилгаан задлаг /уусмал/-ыг цалгиулан асгахгүй байлгахын тулд тагтай хайрцаг дотор багаж, бэлдэцийг байрлуулна. Анодтай залгагдсан эд ангийн катодонд хамгийн ойр орших хэсэг нь илүү идэвхитэй уусч зохих хэлбэр дүрсээ олоход хялбар байна. Халуунд бат бэх ган ба хайлшаар

хийсэн 200-1500 мм урт далбангийн далбааг 4.5-24.0кА гүйдлээр боловсруулахад ЭХО-1, ЭХО-2, АГЭ-2, ЭХС-10а, МЭ-57, ЛЭ-156 зэрэг загварын хагас автомат суурь машин хэрэглэнэ. Цахилгаан химийн боловсруулалтын ЭХМ-2 загварын төхөөрөмж нь цагт төрөл бүрийн 500 эд ангид тэмдэг тавих хүчин чадалтай байна.

Анод- элээлтийн зүлгэлт. Энэ нь өндөр цэвэршилтэй боловсруулалт юм. Цахилгаан задлаг дотор

байрлуулсан багаж ба бэлдэцийн хоорондох гүйдлийн нягтыг дээшлүүлэхэд анодын идэвхгүй байдал гэгдэх анод цахилгаан задлагт уусахгүй болж улмаар түүний дээр хэврэг хальс үүстэл туйлшрал явагдана. Цахилгаан үл дамжуулах /мод, нийлэг сиймхий эд - поролон, эрзээн зэрэг зөөлөн материалаар хийгдсэн/ уян билүүний үйлчлэлээр хальсийг зайлуулахын тулд А1203 агуулсан минериал - цахиурын корунд, хромын ислээс бүрдсэн маш жижиг ширхэгтэй үрэгч материалыг цахилгаан задлагын азотын хүчиллэг натрийн уусмалдхийнэ. 6-18 В хүчдэлтэй хувьсах ба тогтмол гүйдлийг ашиглана. Дээрх процессоор үл зэврэх ган зүлгэхэд зүлгэх хурд 2-5 м/с, боловсруулсан гадаргуугийн сөртөн Ка = 0.100-0.025 мКм ба К2 = 0.10-0.05 мКм байна.

Цахилгаан химийн өнгөлгөө. Энэ ньердийн механикболовсруулалтын бүдүүвчээр явагдах боловч цахилгаан

дамжуулах дүүргэгч ба холбогч Агуулсан өнгөлгөөний дугуйг хэрэглэнэ. Өнгөлгөөний дугуйн товойсон ширхэг нь бэлдэц ба багажны хооронд завсар үүсгэнэ. Электрод хоорондох зай - завсарт цахилгаан задлагын уусмал хийнэ. Бэлдэцийн материал анодын уусалтанд ороход үүссэн хальс товойсон мөхлөгийн ирмэгээр авагдана.

Цахилгаан химийн өнгөлгөөний бүтээмж ердийнхөөс 2 дахин их буюу түүнээс илүү байхаас гадна түлэгдэлт байхгүй, зөөлөн бэлдэцийг зоролтын бага хүчээр өнгөлж, боловсруулалтын нарийвчлал өндөртэй байна.

Анод-механикийн боловсруулалт Энэ аргыг 1943 онд В.Н. Гусев санаачилжээ. Зэврэхгүй, хүчилд тэсвэртэй, их

чанаржуулсан ган зэрэг боловсруулахад түвэгтэй металл бэлдэцийг зүсэх, хатуу хайлшаар хийсэн багаж ирлэх, хавтгай, бөөрөнхий өнгөлгөө, билүүдэлтэнд хэрэглэнэ.

Суурь машины анодод бэлдэц, катодод багаж холбогдоно. Электролит болох гүйдэл дамжуулах шингэн орчинд боловсруулалт явуулна'. Багаж ба бэлдэцийн завсар хийх электролит нь металлыгуусгаж бэлдэцийн гадаргууд бат бэх биш ислийн нимгэн хальс үүсгэнэ. Энэ хальс нь электрод - багажаар хялбархан автана. Тусгаарлах хальс арилсан газарт шинээр хальс үүсэх бөгөөд тэр нь багажийн цаашдын хөдөлгөөнөөр автана. Хальсгүй газрын хотгорт очны завсар үүсч түүгээр нуман цахилалт явагдана. Ийнхүү бэлдэцийг цахилгаан - физикийн ба цахилгаан -химийн хосолсон аргаар боловсруулна.

Анод - механикийн аргаар ирлэх, гүйцээх боловсруулалтыг дараах горимоор явуулна. Үүнд: 1-1.5 мм тавилттай бохир ирлэлтийг 20 В-оор, 0.01-0.03 мм тавилттай гүйцээлтийг 10В-оор тус тус явуулна.

Анод - механикийн суурь машины багажыг гүйдэл дамжуулдаг төрөл бүрийн металлаар хийнэ. Тухайлбал: Зүсэх суурь машинд зөөлөн гангаар хийсэн дугуй, зээрэнцэг, тууз, утас, нарийсган зорох, билүүдэх, гүйцээх суурь машинд ган, ширэм, зэсээр хийсэн зээрэнцэг, гулдмай, зүлгүүр тус тус хэрэглэнэ. Электролитээр шингэн шил, цахиурт натрийн уусмал, зөөлрүүлсэн ус ашиглана. Энэ аргын бүтээл нь 10 см3/мин (5 кг/цаг) хүрнэ. Эд ангийн гадаргад тусгаарлагч хальс үүсгэхийн тулд багажны хөдлөх хурд 15-25 м/с, гүйдлийн хүчдэл 20-30 В байна. Харин зорох савааны голчоос шалтгаалан гүйдлийн хүчийг сонгож авна.

Анод - механикийн боловсруулалтын бүтээмжийг 30-100 мм/с хүртэл дээшлүүлэж, цахилгаан эрчим хүчний чадлыг ихэсгэхэд цахилгаан идэлтийн процесс голчлон явуулсаны улмаас боловсруулсан гадаргуугийн чанар мууддаг тул зөвхөн бохир боловсруулалтанд хэрэглэнэ. Чадлыг бууруулан цэвэр боловсруулалт явуулахад цахилгаан химийн процесс голчлон үйлчлэх тул боловсруулалтын бүтээмж /0.01 мм3/с хүртэл/ багасч гадаргуугийн цэвэршилт дээшилж Кг = 0.8 мКм болно.

Хэт богино авианы боловсруулалт

Хэт богино авианы аргаар материалыг боловсруулахад зорох багаж өндөр давтамжтай хэлбэлзэлд орно. Секундэнд 20000 дээш хэлбэлзэл хийнэ. Хэлбэлзэлийн далайц нь ойролцоогоор 0.05 мм байна. Багаж ба боловсруулж байгаа эд ангийг хөргөх шингэн нь үрэгч материалын жижиг үртсүүдийн хольцтой байна. Энэ үртсүүд нь электродуудын хооронд орж хэт богино авианы нөлөөгөөр хэлбэлзэж металлыг зорно.

Үрэгч материалиудад борын карбид, цахиурын карбид зэрэг материалуудыг хэрэглэнэ. Багаж нь боловсруулах гадаргуун хэлбэртэй адилхан байна. Багаж хэрэгслэлийн гангаар бэлдэнэ.

Хэт богино авианы хэлбэлзэл гарган авахын тулд цахилгаан гүйдлийн нөлөөгөөр хэлбэлзэгч материал ашиглахаас гадна соронзон урсгалаар хэлбэлзэл

үүсгэгч төхөөрөмж хэрэглэнэ. Дараах зураг дээр хэт богино авианы аргаар

хэлбэлзэл үүсгэх төхөөрөмжийн бүдүүвчийг үзүүлэв. Дууны генератор 1-ээс цахилгаан хэлбэлзэл гарч, хүчтэй өсгөгч 2-оор өсгөгдөн гүйдэл ороомог 6-д очно. Хэлбэлзэгч 4-д хувьсах соронзон талбай үүснэ. Багаж 7 өндөр давтамжтай хэлбэлзэлд орно. Тогтмол соронзон 5 нь селен шулуутгагч 3-аар тэжээгдэнэ.

Хэт богино авиагаар боловсруулах төхөөрөмжийн бүдүүвч зураг Шил, шаазан, керамик, алмаз, хагас дамжуулагч, хатуу хайлш, үнэт минерал

мэтийн хатуу хэврэг материалын хэсгүүд үрэгч материалаар үрэгдэж хэт богино авианы боловсруулалтанд орно. Харин тугалга мэт зуурамтгай металл муу боловсруулагдана. Ямар хөндлөн огтлолтой багаж байна тийм хэлбэртэй нүхийг хэт богино авианы боловсруулалтаар гарган авч болно. Бэлдэцийг дагуу, хөндлөн чиглэлээр хөдөлгөж түвэгтэй хэлбэр дүрс бүхий хүрээгээр зүсэх боломжтой. Хэт богино авианы боловсруулалтыг зохих горимоор явуулан хэмжээний нарийвчлал 7-р квалитет, боловсруулсан гадаргууны сөртөнг Ка= 0.80-0.20 мКм хүргэнэ. Хэт богино авиагаар шил, кварцыг /цахиурын ислийг/ 2-15 мм/мин, НРС46.5-56 хатуулагтай хатаасан ганг 0.05-0.1 мм/мин, хатуу хайлшийг 0.3-0.5 мм/мин'хурдтай боловсруулна. 4770. 4А771П, 4Д772, 4Д772К, МЭ-76, МЭ-322 загварын 0.2-4.5кВт чадалтай хэт богино авианы суурь машин, мөн түүнчлэн 4Б722 загварын анод - хэт богино авиагаар элээж, 1-40 мм-ийн голчтой нүх гаргах, 4Д722Э загварын эд ангид 80 мм хүртэл хэмжээний нүх, суваг боловсруулахад зориулсан хэт богино авиа, цахилгаан химийн боловсруулалтыг зэрэг явуулах суурь машиныг Оросын холбооны улсад үйлдвэрлэж байна

Туяаны арга

Нарийн урсгалаар электрон, ион, гэрэл, плазмаар буудаж бэлдэцийг боловсруулах аргууд туяаны аргад хамаарна. Бэлдэцийн туяа туссан газарт туяаны эрчим хүч дулаанд шилжиж тэр хэсгийн металлыг хайлуулан ууршуулна.

Электрон туяаны боловсруулалт

Энэ боловсруулалтанд эдлэлийг битүү хайрцаганд байрлуулж, сорох хөөрөг тасралтгүй ажиллан вакум үүсгэнэ. Электрон хараа зүйн систем, электрон буунаас бүрдсэн тусгай байгууламж нь электроны импульст цацралыг нягтруулан хэдхэн мкм голчтой болтол хурцлахад 150 кВ хүртэл хүчдэлтэй вакум түүнийг хурдасгаж электроныг 24х104 км/с хурдтай болгоно. 50-1000 Гц давтамжаар явагдах импульсийн урт 10-4 -10-6 с байна.

Боловсруулах хатуу биетийн атомтай электрон мөргөлдсөнөөс электроны кинетикийн эрчим хүч нь дулаанд шилжиж боловсруулалтын бүсийн температур 6000°С-тхүрнэ. 0.8 мм зузаан, халуунд бат бэххайлшийн ялтсанд 0.5 с хүрэхгүй хугацаанд 8 мКм голчтой нүх гаргах боломжтой.

Электрон цацраг өнгөрөх хугацааг 1 с хүртэл уртасган 15 мкм хүртэл нүхний голчийг ихэсгэж болно. 1 мм-ээс 5-10 мКм хүртэл жижиг нүх гаргах, хэт хатуу металл бэлдэцийг зүсэх, түүнд ховил гаргах боловсруулалтанд электрон туяаны аргыг хэрэглэнэ.

Электрон туяаны боловсруулалт нь өндөр концентрацтай энергийн урсгал электроны цацрагаар хэлбэр дүрс гарган боловсруулалт хийнэ. Боловсруулалтыг вакум дотор явуулна.

Боловсруулах бэлдцэд электрон цацрагийг төвлөрүүлж өндөр температур үүсгэн, металлыг хайлуулах ба ууршуулах замаар боловсруулна. Электрон цацрагийн боловсруулалтын тоног төхеөрөмжийн бүдүүвч

Электрон цацрагийн боловсруулалтын бүдүүвч нь дараах хэсгүүдээс бүрдэнэ. Үүнд:1-вакум камер, 2 - катод (электрон цацруулагч). Катодыг вольфром ба танталаар бэлдэнэ, 3 - электрон цацраг, 4 - соронзон линз, 5 - хазайлгагч систем, 4,5 - цахилгаан соронзон систем болно. Цахилгаан соронзон системийн тусламжтайгаар электроныг төвлөрүүлэх ба чиглүүлж өгнө. 6- бэлдэц баригч, 7- бэлдэц, 8- өндөр

хүчдэлтэй гүйдэл гаргах эх үүсвэр - импульсийн генератор, 9- диффузын насос - вакум үүсгэнэ, 10- бэлдэц байрлуулах цонх.

Гагнах зориулалттай ЭЛУ-1, ЭЛУ-2, ЭЛУ-4, У-ЗМ2, У-86 загварын электрон

туяаны төхөөрөмж үйлдвэрлэж байна. Электрон туяаны боловсруулалт нь өндөр үнэтэй, төхөөрөмж нь хийц, ажиллагаа нарийн, бэрхшээлтэй учраас энэ аргыг хязгаарлагдмал хэрэглэнэ. Ион туяаны боловсруулалт. Үүнд катодоос цацарсан электрон нь хийн молекулыг ионжуулна. Цахилгааны хүчтэй талбайгаар хурдассан ионуудын цацрал нягтарч нарийсан конус болж бэлдзцийн гадаргууг үзүүрээрээ шарж боловсруулна. Туяаны бусад аргаас эрчим хүч бага зарцуулдаг боловч бүтээмж багатай. Гэрлийн туяаны /лазерийн/ боловсруулалт. Энэ нь их эрчим хүчтэй гэрлийн туяаг хэрэглэнэ. Гэрлийн эрчим хүчний эх үүсвэр нь гэрлийн квантын үүсгүүрийн лазер юм. Механик боловсруулалтанд бадмаараг саваатай лазерийг хэрэглэнэ. Лазерийн боловсруулалтын бүдүүвчийг дараах зурагт үзүүлэв. Зууван их бие 1 -ийн дотор импульсийн чийдэнг асаах электрод 4-тэй импульсийн идэвхгүй чийдэн 3 ба бадмаараг саваа 2 -ыг тусгал тохируулах тэнхлэгийн дагуу байрлуулна. Ягаан өнгийн бадмаарагаар (А12Оэ -хөнгөн цагааны исэлд 0.065 %, Сч2Оэ агуулгатай) хийсэн саваа 2 нь ажлын гол багаж юм. 20-10 мм голчтой, 20-100 мм урт, дээд зэргийн тэгш хавтгай, үзүүртэй саваа байх бөгөөд түүний үзүүрийн нэг

гадаргуу нь гэрлийн туяаг бүрэн ойлгож, нөгөө нь хэсэгчлэн ойлгохоор мөнгөлсөн байна.

Лазерийн /гэрлийн туяаны / бүдүүвч 1000-2000 Дж эрчим хүч шаардах импульсийн чийдэн З-ын ажлынмөчлөг хэдхэн миллисекунд байна. Бадмаараг саваа 2-ын гэрлийн шууд шаралтаар, түүнчлэн зууван их биеийн тольд тусч ойсон ойлтоор импульсийн чийдэн 3 асна. Мөнгөлсөн үзүүрүүдээс олон дахин ойсон гэрэл бадмаарагт хүчтэй болно. Хэсэгчлэн мөнгөлсөн үзүүрээр 0.6 миллисекундийн дараа их нягтралтай эрчим хүчний гэрлийн импульс гарна. Үүнийг лазер гэнэ.

Лазер нь 1 см2-т хэдхэн киловаттаас хэдэн зуун мегаватт хүртэл гэрлийн урсгал өгнө. Лазерийн туяа туссан цэгийн температур нь ямарч металлийг ууршуулахад хангалттай байна. Гэрлийн туяаны боловсруулалт нь өндөр бүтээлтэй, вакумын системгүй, ажиллуулахад тохиромжтой байх боловч ашигт үйлийн илтгэлцүүр маш / 0.1-1.0%/ багатай, хөргөлтийн түвэгтэй систем хэрэглэх шаардлагатай байдаг дутагдалтай. Бусад аргаар боловсруулах боломжгүй эсвэл хүчин чадал нь хүрэлцдэггүй үл зэврэх ган, гянт болд зэрэг боловсруулахад түвэгтэй материал алмаз, бадмаараг гэх мэт хатуу, хэт хатуу материалд 0.5 мм гүн 0.5 мКм-ээс 0.5 мм голчтой нүх буюу өргөн ховилийг лазераар боловсруулна. Ийм нүхийг электрон багажны диафрагм, нарийн утас сунгах шаван, цагны чулууны бадмаараган бэлдэц гарган авахад хэрэглэж байна. Гэрлийн квантын үүсгүүрийн цацраг туссан хэсэгт материал ууршиж нүх гаргана.

Тусгай суурь машинаар минутанд хэдэн арван нүх гаргах боломжтой юм. Гэрлийн туяанд харьцуулан бэлдэцийг программчилсан удирдлагын системээр шилжүүлэн хөдөлгөж геометрийн түвэгтэй хүрээ, ховил зэргийг гаргах боломжтой. Цагны чулууг нэвт нүхлэхэд 25 минут хүртэл хугацаа зарцуулж байсан бол одоо гэрлийн туяаны үүсгүүр ашигласнаар хэдхэн секунд зарцуулах болов. К-ЗМ, Луч-1М, Поток-3, Квант -3, Корунд, Квант -9 загварын төхөөрөмж, 4222, 4222Ф2 загварын нүх боловсруулах суурь машинуудыг үйлдвэрлэж байна. 20-4000А буюу 0.002-0.4 мКм урттай хэт ягаанаас 0.75-1000 мКм урттай бүдэг улаан өнгөтэй нүдэнд үл үзэгдэх туяагаар ажиллах маш олон янзын лазер бий. Ажлын бодисын үүргийг хатуу биет, хагас дамжуулагч, шингэн, будаг, металлын уур, хий гүйцэтгэнэ. Технологийн зоригод бадмаараг, лантанидын бүлгийн элемент - неодимоор чанаржуулсан , шил, хөнгөн цагааны анар мэтийн хатуу биет ба С02 -нүүрсхүчлийн хийг лазерийн ажлын бодис болгон ашиглаж байна.

Боловсруулахад түвэгтэй металл ба металл биш материалд бага голчтойнүх,жижигховил,зураасгаргах,электронжижигбагажболовсруулах, төрөл бүрийн эдлэлд дүрс сийлэх, хэмжүүр зүйн хэмжилт, металл хайлуулж ууршуулах, чанаржуулах, зүсэх, гагнах, машин механизмын эд анги, багажны ажлын хэогийг илчээр боловсруулан батжуулах зэрэгт хэрэглэнэ. Эд ангийн хамгийн их элэгдэх хэсэгт лазерийг тусгаж илчийн боловсруулалт хийсний дараа механик боловсруулалт шаардахгүй, мөн эрчим хүчний зарцуулалт бага байдагтул АНУ-ын автомашины " Дженерал моторс" фирмд өргөн хэрэглэж байна. М.В. Ломоносовын нэрэмжит Москвагийн их сургууль, Лихачёвын нэрэмжит автомашины заводын эрдэмтэд хамтран олон тооны туршилт явуулан төрөл бүрийн ган, ширэм лазераар батжуулах горимуудыг тогтоосон байна.

Плазм үүсгэгч толгой Цэнэг авалт жижиг эзлэхүүнд явагдаж ихзэхэн шахагдаснаас хүчтэй халж плазмын урсгалын температур 10000-30000°С-т хүрнэ.

Плазмын толгойг төрөл бүрийн зорилгод хэрэглэх боловч ихэвчлэн 100 мм хүртэлх хөнгөн цагаан хуудас, мөн түүнчлэн гүйдэл үл дамжуулах материал/шил, ваарлагматериал /зүсэхэд ашиглана. 12 мм зузаан хийцийн ган хавтанг 640 мм/мин, үл зэврэх ганг З600мм/мин хурдтай зүснэ. Зүсэх, нүх гаргахад плазмын тол гойн хошууг бэлдэцийн гадаргууд эгц босоо, нимгэлэх, нарийсгах боловсруулалтанд 40-60° -ийн өнцгөөр байрлуулж гүйцэтгэнэ. Сүүлчийн тохиолдолд плаэмын урсгал боловсруулалтын тавилтыг бүрэн хайлуулж, хайлмал материалыг үлээж зайлуулна. Боловсруулалтыг гараар ба автомат ажиллагаагаар явуулж болно. Зүсэлтийн бүтээмжийг дээшлүүлэхийн тулд гүйдэл дамжуулах бэлдэцийг тэжээлийн үүсгүүрийн нэмэх туйлд залгана.

Толгойн хэлбэрээс шалтгаалан хошууны үзүүр ба бэлдэцийн гадаргуу хоорондох зай 1-4 мм байна. Эхлээд хуудасны дунд 5-6 мм голчтой нүх гаргасаны дараа зүснэ. ПС-300 буюу ПС-500 маркийн тогтмол гүйдлийн генераторыг гүйдлийн үүсгүүрээр ашиглана. 300-600А гүйдлийн хүч, 60-80 В хүчдэлээр зүснэ. Плазмын толгойг гагнах, шавах, эд ангийн гадаргууг халаах зэрэг ажиллагаанд өргөн ашиглаж байна.