От состава электролита зависят его электропроводность и скорость растворения металла. Для получения высоких технологических показателей процесса необходимо, чтобы:
а) в электролите не протекали вовсе или протекали в минимальном количестве побочные реакции, снижающие выход по току;
б) растворение заготовки происходило только в зоне обработки;
в) на всех участках обрабатываемой поверхности протекал расчетный ток.
Таких универсальных электролитов не существует, поэтому при подборе состава электролита приходится в первую очередь учитывать те требования, которые являются определяющими для выполнения данной операции.
Для увеличения скорости растворения берут электролиты с большей удельной проводимостью, а для повышения точности лучше использовать электролит с пониженной проводимостью.
Электролиты подбирают в зависимости от обрабатываемого материала.
Требования при подборе электролита:
1) Содержащиеся в водном растворе электролита анионы (« — » — заряженные ионы) и катионы («+» — заряженные ионы) должны хорошо диссоциировать (разъединяться) при любых комбинациях.
2) Потенциал материала электрода — инструмента был более положительным, чем потенциал осаждения катионов. Это препятствует осаждению металлических катионов на электрод- инструмент.
Данное условие выполняется, если катионы электролита обладают большим отрицательным стандартным потенциалом.*
(* это потенциал, измеренный относительно нормального водородного электрода, на поверхности которого в стандартных условиях протекает обратимая реакция e).
3) Наличие в электролите активирующих анионов, разрушающих под действием тока поверхностные оксидные пленки. Это обеспечивает преимущественное протекание на аноде реакции растворения и высокую производительность.
4) Необходимо, чтобы сродство компонентов обрабатываемого сплава к анионам электролита и их сродство к кислороду были близки между собой. Это обеспечивает избирательность растворения сплава, высокое качество поверхности и точность обработки.
5) Соответствие концентрации анионов, имеющих близкое сродство к тому или иному компоненту обрабатываемого сплава, содержанию этого компонента в сплаве. Это позволяет достичь равномерного анодного растворения всей поверхности заготовки.
6) Обеспечение в ходе реакций в электролите перехода продуктов реакции анодного растворения в нерастворимое состояние. Это дает возможность постоянно удалять продукты обработки из раствора (например, отстоем, фильтрованием, центрифугированием) и поддерживать требуемый состав электролита.
7) Необходимо, чтобы электролит обладал невысокой вязкостью для облегчения прокачки и ускорения процессов тепло – и массопереноса в зазоре.
8) Электролит должен обладать невысокой коррозионной активностью к оборудованию, быть безвредным для здоровья, пожаро-и взрывобезопасным.
В качестве электролитов наиболее часто используют растворы неорганических солей: хлориды (калия хлорид); нитраты (азотнокислые соли, производные азотной кислоты – HNO3 (калийная селитра KNO3); сульфаты натрия и калия – соли серной кислоты.
В растворы могут вводиться добавки:
— буферные вещества для снижения защелачивания электролита (борная, лимонная, соляная кислоты);
— ингибиторы (от латинского – удерживаю) коррозии (нитрит натрия); производные азотистой кислоты – HNO2;
— активирующие вещества, которые снижают пассивирующее действие оксидной пленки;
— поверхностно — активные вещества для снижения гидравлических потерь и устранения кавитации (моющая жидкость ОП — 7);
— коагуляторы – ускорители осаждения продуктов обработки (1…5 г/л полиакриламида).
Чаще используются следующие электролиты: 8…18% растворы хлорида натрия (NaCl) и 15…20% растворы нитрата натрия (Na2SO4).
Для каждого электролита удельная проводимость может быть самой различной в зависимости от его состава, концентрации, температуры.
Для хлорида натрия наибольшая удельная проводимость при концентрации – 250 г/л, а для нитрата натрия – 210 г/л.
С увеличением концентрации электролита удельная проводимость растет, достигает максимума, а затем снижается, так как сильнее проявляется взаимное притяжение ионов, которое снижает их подвижность и возможность переноса зарядов.
С повышением температуры возрастает подвижность ионов и растет удельная проводимость
, 1/ом∙см (3.1)
где — удельная электропроводность электролита при 18°С, 1/ом∙см;
— температурный коэффициент сопротивления (=0,0225);
Т – фактическая температура электролита, °С.
В процессе ЭХО раствор необходимо подкислять до получения нейтрального состояния. Температура в помещении должна быть постоянной.