<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Science intensive technologies in mechanical engineering</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Science intensive technologies in mechanical engineering</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Наукоёмкие технологии в машиностроении</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2223-4608</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">27808</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/article_5c90a5971c3911.84627617</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>НАУКОЁМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРО-ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ И КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ (архивировано)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>SCIENCE INTENSIVE TECHNOLOGIES OF ELECTROMACHINING AND COMBINED PROCESSING (archived)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>НАУКОЁМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРО-ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ И КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ (архивировано)</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Electro-technical treatment impact upon degree of hard coating  removal from metal part surfaces</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Влияние режима электротехнической обработки на степень  удаления твердого покрытия  с поверхности металлических деталей</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Охлупин</surname>
       <given-names>Дмитрий Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Okhlupin</surname>
       <given-names>Dmitriy Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>director@ttc-sar.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Синев</surname>
       <given-names>Илья Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Sinev</surname>
       <given-names>Il'ya Vladimirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>sineviv@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат физико-математических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of physical and mathematical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Шварцман</surname>
       <given-names>Андрей Артурович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Schwartzman</surname>
       <given-names>Andrey Arturovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>shaa@systematics-rus.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Королев</surname>
       <given-names>Альберт Викторович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Korolev</surname>
       <given-names>Albert Viktorovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>science7@bk.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-5"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ООО «ТехноТерм-Саратов»</institution>
     <city>Саратов</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">PC “TechnoTherm-Saratov”</institution>
     <city>Saratov</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ООО «ТехноТерм-Саратов»</institution>
     <city>Саратов</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">PC “TechnoTherm-Saratov”</institution>
     <city>Saratov</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">N.G. Chernishevsky Saratov State University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ООО «ТехноТерм-Саратов»</institution>
     <city>Саратов</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">PC “TechnoTherm-Saratov”</institution>
     <city>Saratov</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-5">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Yuri Gagarin State Technical University of Saratov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2019</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>23</fpage>
   <lpage>26</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/27808/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/27808/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Описаны результаты опыта по электрохимическому удалению твердого антифрикционного покрытия с поверхности металлической детали.  В качестве электролита использовался раствор азотной кислоты. Для проведения исследований применялся неполный трехфакторный эксперимент на двух уровнях. Установлено, что наибольшее влияние на степень удаления покрытия оказывает время обработки. Концентрация раствора азотной кислоты и величина электрического напряжения оказываю значительно меньшее влияние.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The paper reports the description of tests on electro-chemical removal of hard anti-friction coating from a metal part surface. As an electrolyte there was used a solution of nitric acid. To carry out investigations there was used an incomplete three-factor experiment at two levels. It is defined that the highest impact upon a degree of coating removal is made by treatment time. The concentration of a nitric acid solution and a voltage value influence has a much smaller impact.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>электрохимическая обработка</kwd>
    <kwd>покрытие</kwd>
    <kwd>режим обработки</kwd>
    <kwd>электролит</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>electro-chemical treatment</kwd>
    <kwd>coating</kwd>
    <kwd>processing mode</kwd>
    <kwd>electrolyte</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Иногда при осуществлении твердого антифрикционного покрытия деталей появляется брак в виде недостаточно равномерного слоя покрытия несоответствующего внешнего вида, недостаточной толщины покрытия, наличия непокрытых участков, слабой адгезии покрытия к подложке и других погрешностей. В этом случае покрытие необходимо удалить, чтобы восстановить первоначальное состояние подложки и подготовить ее к повторному нанесению покрытия. Особенно это касается высокоточных деталей, изготовление которых связано с большими материальными и трудовыми затратами. Среди различных методов удаления твердых антифрикционных покрытий наиболее часто используется эелектрохимическая обработка [1 ‒ 6]. Деталь, с которой удаляется покрытие, используется в качестве анода. При удалении никелевого, серебряного, медного и многих других металлических покрытий используются растворы различных кислот, обычно серная и азотная кислоты высокой концентрации – более 10…30 %,  высокая плотность тока – 5..10 А/дм2 при температуре электролита 20…40 °С.Проблемой является удаление твердых покрытий, которые не растворяются в электролитах. К таким покрытиям относятся графитовые, молибденовые и алмазоподобные износостойкие антифрикционные покрытия. Для удаления этих покрытий используются трудоемкие механические методы обработки, либо деталь относят к неисправимому браку,  что влечет за собой большие финансовые потери.Для решения проблемы удаления твердых антифрикционных покрытий был использован метод электрохимической обработки с низкой концентрацией электролита. Предварительно было установлено, что при концентрации электролита более 0,5 % процесс удаления покрытия резко затормаживается, а деталь покрывается черным налетом. С целью поиска рационального режима удаления покрытия были использованы следующие условия электрохимической обработки. В качестве объекта экспериментальных исследований использовался процесс удаления твердого алмазоподобного антифрикционного покрытия с металлических деталей. Предметом исследований являлось определение зависимости степени удаления твердого антифрикционного покрытия от условий электрохимической обработки. Образцами служили детали, изготовленные из закаленной до твердости 60…61 HRC стали ШХ15 ГОСТ 801-78, покрытые тонким слоем толщиной 1,5…2,0 мкм твердым алмазоподобным материалом. Был выполнен дробный факторный эксперимент . Число параллельных опытов составляло три. За показатель обработки была принята доля очищенной от покрытия поверхности  S. Кроме того, замерялась величина электрического тока. Переменными факторами являлись время обработки t, концентрация раствора азотной кислоты k и электрическое напряжение U. Численные значения варьируемых факторов представлены в табл. 1.Значения варьируемых факторовЗначения, мин, %,ВМинимальное0,50,1256Максимальное1,50,2512Среднее1,00,18759  Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась по методике, изложенной в работе [7]. Однородность дисперсий определялась по критерию Кохрена. Значимость коэффициентов регрессии определялась по критерию Стьюдента. Адекватность модели определялась по критерию Фишера. Во всех этих случаях использовался уровень значимости 5 %.В результате обработки экспериментальных данных было получено уравнение регрессии в следующем виде:.Указанная зависимость наглядно представлена на рис. 1 ‒ 3.На рис.1 показана зависимость доли очищенной от покрытия поверхности от времени обработки при максимальных, средних и минимальных значениях двух других факторов. Как видно (см. рис. 1), с увеличением времени обработки доля очищенной поверхности резко возрастает. Механизм этого влияния можно объяснить следующим образом. Электролит в процессе обработки проникает через поры покрытия к материалу подложки и осуществляет травление ее металлической поверхности. В результате этого адгезионные связи покрытия с подложкой ослабляются, и материал покрытия осыпается.Чем больше время обработки, тем электролит более глубоко проникает в покрытие, и большая часть поверхности подложки подвергается травлению. Это приводит к увеличению доли удаленного покрытия.Концентрация раствора и электрическое напряжение при принятых значениях оказывают на результаты обработки значительно меньшее влияние, чем время. На рис. 2 показана зависимость доли удаленного с подложки покрытия от концентрации раствора азотной кислоты.Как видно на рис. 2, с возрастанием концентрации раствора степень очистки поверхности от покрытия слабо возрастает. Такое слабое влияние концентрации раствора на получаемый результат объясняется тем, что она оказывает двойственное влияние на процесс удаления покрытия. С одной стороны, с увеличением концентрации азотной кислоты травление подложки осуществляется более активно. С другой стороны, с возрастанием концентрации раствора увеличивается активность образования на поверхности подложки окисной пленки, которая препятствует проникновению электролита в зону адгезии покрытия с подложкой, что приводит к уменьшению степени очистки поверхности. Действие такого механизма, в частности, подтверждается тем, что при концентрации раствора азотной кислоты, равной 0,25 % и времени обработки 1,5 мин на поверхности образца появляется слабый серый налет окисной пленки.  Такое же слабое влияние на процесс удаления покрытия оказывает и электрическое напряжение. Как видно на рис. 3, изменение напряжения в 2 раза приводит к увеличению доли удаленного покрытия при минимальном значении времени и концентрации раствора почти на 50 %, а при максимальном времени обработки и максимальной концентрации раствора – всего на 4 %.На взгляд авторов, электрическое напряжение на степень удаления твердого покрытия оказывает такое же двойственное влияние, как и концентрация электролита. С увеличением электрического напряжения, с одной стороны, увеличивается активность травления покрытия, с другой стороны, появляется окисная пленка, которая повышает электрическое сопротивление системы и снижает активность процесса. Об этом, в частности, свидетельствует и тот факт, что с увеличением электрического напряжения в 2 раза величина электрического тока возрастает лишь на 47 % ‒ с 0,17 А до 0,25 А.   ВыводыНа основе выполненных исследований можно сделать вывод, что в данных условиях эксперимента следует использовать максимальные значения времени обработки мин; максимальные значения концентрации раствора азотной кислоты % и электрического напряжения В.На практике с целью повышения надежности процесса обработки, особенно при увеличении толщины удаляемого покрытия, более целесообразно повышать время обработки, а концентрацию раствора и электрическое напряжение использовать в указанных выше значениях.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">SU 1807099 Способ удаления никелевых покрытий со стальных изделий, кл. F 25 C5/00, 1993.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SU 1807099 Method for nickel coatings from steel products, class F 25 C5/00, 1993.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коробочкин, В.В. Разрушение никеля и кадмия при электролизе переменным током промышленной частоты // Известия Томского политехн. ун-та. - 2003. - № 1. - С. 23-24.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korobochkin, V.V. Nickel and cadmium destruction at electrolysis with alternating current of industrial frequency // Proceedings of Tomsk Polytechnic University. - 2003. - No.1. - pp. 23-24.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Никифорова, Е.Ю., Килимник, А.Б. Электрохимическое поведение воздушно окисленного никеля в концентрированных растворах гидроксида натрия // Вестник Тамбовского гос. техн. ун-та. - 2009. - Т.15. - № . - С. 147-153.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nikiforova, E.Yu., Kilimnik, A.B. Electro-chemical be-havior of air-oxidized nickel in concentrated solutions of so-dium hydroxide // Bulletin of Tambov State Technical Univer-sity. - 2009. - Vol.15. - No. - pp. 147-153.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бойко, А.В. Электронная обработка металлов // Электрохимия. - 1975. - № 1. - С. 60-65.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boiko, A.V. Metal electronic treatment // Electrochemi-stry. - 1975. - No.1. - pp. 60-65.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">RU 2460869. Установка для удаления покрытий и способ ее эксплуатации, кл. C25F 5/00 , C25F 7/00 , 2012г.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">RU 2460869 Plant for coating removal and method for its operation, class C25F 5/00 , C25F 7/00 , 2012.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">RU 2405070. Способ электрохимического удаления металлических покрытий с конструктивной детали, кл. C25F 5/00 , 2010г.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">RU 2405070. Method for electrochemical removal of metal coatings from design parts, class C25F 5/00 , 2010.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Спиридонов, А.А. Планирование экспериментов при исследовании технологических процессов. -  М.: Машиностроение, 1981. - 184с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Spiridonov, A.A. Experiment Planning at Engineering Process Investigation. - M.: Mechanical Engineering, 1981. - pp. 184.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
