Спосіб очистки поверхні довгомірних циліндричних виробів

Спосіб обробляння поверхні довгомірних циліндричних виробів, за яким збуджують електродуговий розряд у газовій атмосфері між електродом І оброблюваною поверхнею при переміщенні оброблюваної поверхні відносно електрода, обертання електродугового розряду навколо оброблюваної поверхні за допомогою постійного магнітного поля, який відрізняється тим. що обробляння поверхні здійснюють анодною плямою електродугового розряду, яку створюють, подаючи позитивний потенціал на оброблюваний виріб, а негативний потенціал - на електрод, при цьому здійснюють обдування оброблюваного виробу в зоні дугового розряду закрученим потоком газу з витратою 0,2+20 г/с, обробляння проводять при щільності енергії 1х105+8х10є Вт/см2, струмі дуги не менше 50 А, І напруженості електричного поля не менше 100 В/см. ється порівняно низькою продуктивністю процесу обробляння, додатковим окиснюванням поверхні за рахунок високих температур у зоні впливу потоку плазми. Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу є спосіб, описаний в А.С. СРСР Ne 171056. У цьому способі очищуваний дріт пропускають через кільцевидний електрод, приєднаний разом з дротом до джерела струму, при цьому між дротом і електродом збуджують дуговий розряд у захисному газовому середовищі. Дуговий розряд переміщують кругом дроту магнітним полем. Вадою даного способу є низький рівень стійкості горіння електричної дуги при оброблянні виробу, який рухається. Застосування електричної дуги змінного струму з впливом на неї постійного магнітного поля обумовлює нерівномірний (знакоперемінний) рух електричної дуги, оскільки із частотою 50 Гц/с змінюється напрям струму і, відповідно, напрям сили, яка обертає дуговий розряд. У залежності від напряму струму дуги (полярності) електродинамічні сили, обумовлені взаємодією радіального складника магнітного поля з тангенційним складником струму дуги, діючі на дуговий розряд в осьовому напрямку всередину магнітної котушки або до її торців, будуть також змінюватися із частотою 50 Гц/с, що призведе до дестабілізації її • осьовому напрямку. В наслідок нерівномірності ру 00 sr 35518 ху електричної дуги при її обертанні і коливанні в осьовому напрямку знижується стійкість горіння електричної дуги аж до Л гасіння, і, відповідно, якість обробляння поверхні. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу обробляння поверхні довгомірних циліндричних виробів в якому за рахунок використання анодної плями електричної дуги на поверхні оброблюваного виробу і за рахунок вибору відповідних параметрів процесу досягається більш високий рівень стійкості (усталеності) горіння дуги з відповідним підвищенням якості обробляння поверхні. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі обробляння поверхні довгомірних циліндричних виробів, при якому збуджують електродуговий розряд у газовому середовищі між електродом і оброблюваною поверхнею, при переміщенні оброблюваної поверхні відносно електрода і обертання електродугового розряду навколо оброблюваної поверхні за допомогою постійного магнітного поля додатково здійснюють обробляння поверхні анодною плямою електродугового розряду, яку створюють подаючи позитивний потенціал на оброблюваний виріб, а негативмий потенціал - на електрод, при цьому здійснюють обдування оброблюваного виробу в зоні дугового розряду закрученим потоком газу з витратою 0,2+20 г/с, обробляння проводять при густині енергію 1хЮ 5 -8х10 в Вт/см , струмі дуги не менше 50А і напруженості електричного поля не менше 100 в/см використання анодної плями дуги для обробляння поверхні виробу здійснюється шляхом подачі позитивного потенціалу на виріб, а негативного потенціалу - на електрод, це забезпечує більш високий рівень усталеності горіння дуги і, відповідно, якість обробляння у порівнянні з прототипом. При русі електричної дуги в магнітному полГу кільцевому зазорі дуга викривляється в площині обертання та подовжується. У наслідок цього виникають електродинамічні сили, які діють на електродуговий розряд в осьовому напрямку. При оброблянні виробу анодною плямою електродинамічні сили направлені всередину магнітної котушки і дуга стабілізується в середньому перерізі котушки в зоні максимальної індукції магнітного поля. Цим забезпечується сталий режим горіння дуги з максимальною швидкістю її обертання При оброблянні виробу катодною плямою дуги електродинамічні сили спрямовані до торців магнітної котушки, це наводить до зміщення дуги і значного коливання струму і напруги. За рахунок більш високої щільності енергії в катодній плямі, у порівнянні з анодною, роботи катодної плями у режимі термоємісії електронів, здійснюється більш жорсткий зв'язок катодної плями з виробом, який рухається. В результаті спільної дії електромагнітних сил, спрямованих до торців магнітної котушки і механічної сили, обумовленої рухом оброблюваного виробу, дуга виноситься із зони максимальної індукції магнітного поля, це наводить до нестійкості горіння електричної дуги, аж до її винесення з розрядного каналу і зриву Крім того в процесі обробляння водночас здійснюється перенос матеріалу катоду на анод. Походить адгезія ерозійної фракції на поверхню електрода, що зумовлює зниження стабільності горіння електричної дуги. Обробляння поверхні відбувається по гвинтовій лінії, з утворенням слідів поверхневого плавлення, що значно знижує якість обробляння поверхні При оброблянні виробу анодною плямою дуги не відбувається жорсткого зв'язку плями з оброблюваною поверхнею, в наслідок більш низької щільності енергії і практично не обмеженої рухливості анодної плями дуги у порівнянні з катодною, У області анодно) плями дуги утворюється зона газу з високим ступенем іонізації і провідності, що містить позитивно і негативно заряджені частинки продуктів руйнування окалини в газовій і конденсованій фазах. Осьове магнітне поле затримує позитивні частинки (іони) у поміжелектродній області, котрі знижують анодне падіння напруги і завдяки цьому створюються умови для пов'язі дуги і виробу в дифузійній формі. За рахунок газодинаміки закрученого високотемпературного плазмового потоку, створюються умови для великомасштабного шунтування дуги, утворення початкових каналів, на яких розвиваються нові ділянки розрядів. Анодна пляма розчіплюється на безліч мікроплям . При цьому забезпечується сталий режим горіння дуги, обробляння поверхні на значно більшій площі і більш якісне очищення, ніж при оброблянні поверхні катодною плямою або електричною дугою змінного струму. Обдування оброблюваного виробу закрученим потоком газу з витратою 0,2*20 г/с впливає на стійкість горіння електричної дуги і якість обробляння поверхні. Це створює умови для стійкого горіння електричної дуги, а саме стабілізує дугу при її обертанні, забезпечує створення в зоні анодної плями дуги потоку газу з високим ступенем іонізації і провідності газу, що спричинює процес розчеплення електричного стовпа дуги. Нижня межа витрати 0,2 г/с обумовлена тим, що при менших значеннях витрати газу відбувається нестійке горіння дути за рахунок поганого винесення продуктів руйнування окалини. При цьому дуговий розряд шунтується сплавленими частинками зруйнованої окалини і процес супроводжується значним коливанням струму і напруги дуги. Якість обробляння поверхні при цьому знижується, з'являються необроблені дуговою плямою ділянки. верхня границя витрати газу 20г/с обумовлена тим, що при великих витратах газу відбувається перевищення газодинамічних сил викликаних дією потоку газу над електродинамічними, які виникають від дії магнітного поля, що призводить до винесення дуги за межі магнітної котушки і її зриву. Якісне обробляння поверхні виробу анодною плямою дуги відбувається при щільності енергії 1хЮ 5 -8х10 в Вт/см . При щільності енергії менш 1x10 5 Вт/см2 різко знижується якість обробляння, тому що теплової потужності в анодній плямі недостатньо для вилучення окалини шляхом її плавлення і випаровування. При щільності енергії вище 8x10 е Вт/см2 зростають енергетичні затрати, значна частина енергії йде на нагрівання і плавлення поверхневого шару, при цьому знижується якість обробляння. При названих значеннях щільності енергії в анодній плямі мінімальна напруженість електричного поля дуги повинна бути не менше 100 В/см. При напруженості електричного поля дуги менш 100 В/см відбувається нестійке горіння електрич 35518 ної дуги, аж до її гасіння при використанні в якості робочих газів повітря, технічного азоту, вуглекислого газу і так далі. Величина сили струму дуги вагомо впливає на процес обробляння виробу. При струмі дуги менш 50 А відбувається зниження стійкості горіння електричної дуги і ВІДПОВІДНО зниження якості обробляння поверхні. В наслідок значного зменшення діаметру анодної плями дуги (d n