Эффективность процессов повышения качества поверхности в управляемых импульсных режимах электролитно-плазменной обработки

Для повышения эффективности электролитно-плазменной обработки разработаны режимы, основанные на использовании управляемых импульсов. Режимы реализуются путем чередования импульсов высокого напряжения, соответствующего электролитно-плазменной области, и бестоковых пауз между ними. Повышение эффективности импульсных режимов по сравнению с традиционной обработкой на постоянном токе достигается за счет интенсивного съема металла во время электрохимического процесса, протекающего в начальный момент включения импульса высокого напряжения (в стадии формирования парогазовой оболочки), и оптимизации продолжительности электролитно-плазменного процесса, при котором обеспечивается высокое качество поверхности. По результатам исследования влияния временных параметров управляемых импульсов на съем металла и качество формируемой поверхности установлены режимы, обеспечивающие высокую эффективность снижения шероховатости при низких энергетических затратах. Применение схемы, при которой управляемые импульсы высокого напряжения с длительностью 2–5 мс и амплитудой, соответствующей электролитно-плазменному процессу (300 В), чередуются с бестоковыми паузами длительностью 0,05 мс, обеспечивает существенное повышение интенсивности снижения шероховатости по сравнению с обработкой на постоянном токе. В результате для снижения шероховатости на величину, эквивалентную обработке на постоянном токе с продолжительностью 5 мин, общие затраты электроэнергии снижаются на 28–32 %. На основании полученных результатов разработаны и внедрены в производство энергоэффективные процессы импульсной электролитно-плазменной обработки для повышения качества поверхности и формообразования изделий медицинского и машиностроительного назначения из металлических материалов.

1. Королёв, А. Ю. Электролитно-плазменное полирование металлических материалов медицинского назначения / А. Ю. Королёв, В. А. Томило // Актуальные проблемы прочности: материалы LXVIII междунар. науч. конф., Витебск, 27–31 мая 2024 г. / под ред. В. В. Рубаника. – Мн.: УП «ИВЦ Минфина», 2024. – С. 328–330.

2. Куликов, И. С. Электролитно-плазменная обработка материалов / И. С. Куликов, С. В. Ващенко, А. Я. Каменев. – Мн.: Бел. навука, 2010. – 232 с.

3. Смыслов, А. М. Многоэтапная электролитно-плазменная обработка изделий из титана и титановых сплавов / А. М. Смыслов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2009. – Т. 13, № 1. – C. 141–145.

4. Plasma Electrolytic Polishing of Nitinol: Investigation of Functional Properties / K. Navickaitė, L. Ianniciello, J. Tušek [et al.] // Materials. – 2021. – Vol. 14, № 21. – Art. ID 6450. https://doi.org/10.3390/ma14216450

5. Алексеев, Ю. Г. Электролитно-плазменное полирование кобальт-хромовых сплавов медицинского назначения / Ю. Г. Алексеев, А. Ю. Королёв, В. С. Нисс // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусi. Серыя фiзіка-тэхнічных навук. – 2019. – Т. 64, № 3. – С. 296–303. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-3-296-303

6. Plasma Electrolyte Polishing of Titanium and Niobium Alloys in Low Concentrated Salt Solution Based Electrolyte / Y. Aliakseyeu, A. Bubulis, A. Korolyov [et al.] // Mechanika. – 2021. – Vol. 27, № 1. – P. 88–93. https://doi.org/10.5755/j02.mech.25044

7. Electrolytic plasma polishing of NiTi alloy. Mathematical models in engineering / A. Korolyov, А. Bubulis, J. Vėžys [et al.] // JVE international. – 2021. – Vol. 7, № 4. – P. 70–80. https://doi.org/10.21595/mme.2021.22351

8. Электроимпульсное полирование сплавов на основе железа, хрома и никеля / Ю. В. Синькевич, В. К. Шелег, И. Н. Янковский, Г. Я. Беляев. – Мн.: БНТУ, 2014. – 325 с.

9. Королёв, А. Ю. Влияние анодных режимов обработки в электролитах на съем металла и выход по току / А. Ю. Королёв // Наука и техника. – 2025. – Т. 24, № 2. – С. 109–117. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2025-24-2-109-117

10. Королёв, А. Ю. Энергетические характеристики стадии формирования парогазовой оболочки при электролитно-плазменной обработке / А. Ю. Королёв, В. А. Томило, В. С. Нисс // Доклады Национальной академии наук Беларуси. – 2024. – Т. 68, № 4. – С. 344–352. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2024-68-4-344-352

11. Источник питания для исследования импульсных электрохимических процессов / Ю. Г. Алексеев, А. Ю. Королёв, В. С. Нисс [и др.] // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2018. – № 3. – С. 246–257. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-61-3-246-257