Электролит для размерной электрохимической обработки титана и сплавов на его основе

 

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНА И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, включающий хлорнокислый натрий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, он дополнительно содержит азотистокислый натрий при следующем содержании компонентов, мас.%: Хлорнокислый натрий1,5-3 Азотистокислый натрий4-15 ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 23 Р 1 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516552/25-08 (22) 23.11.82 (46) 07 ° 06.84. Бюл. Р 21 (72) A.Ä. Давыдов, Т.И.Евгеньева, Е.О. Зверинцева, О.В. Земскова, В.Д. Кащеев, Э.Й. Корнилов и

В.Х. Постаногов (71) Институт электрохимии АН СССР (53) 621.9.048(088.8) (56) 1. Давыдов A.Ä. Анодная активация титана при ЭХРО. — В сб. Электрофизические и электрохимические методы обработки, М., 197È, с. 1316 (прототип), „„SU„„1096068 А (54) (57 ) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНА

И СПЛАВОВ HA ЕГО ОСНОВЕ, включающий хлорнакислый натрий, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, он дополнительно содержит азотистокислый натрий при следующем содержании компонентов, мас.Ъ:

Хлорнокислый натрий 1 5-3

Азотистокислый натрий 4-15

Вода Остальное

1096068

Бель изобретения — повышение точности размерной электрохимической обработки иэделий иэ титана и сплавов на его основе при одновременном сохранении высокой производительности.

Поставленная цель достигается тем, что ЭХО ведут в электролитеводном растворе ekeñè солей, мас.В; хлорнокислый натрий 1,5-3 и азотистокислый натрий 4-15.

Добавка азотистокислого натрия обеспечивает высокую точность копирования формы и размеров катода — 45 инструмента, а хлорнокислыее натрий высокую скорость анодного растворения титана. Кроме того, азотистокислый натрий, оказывая пассивирующее действие, снижает выход металла по току при низких плотностях тока, обуславливает очень малую скорость анодного растворения боковых поверхностей обрабатываемого изделия и тем самым повышенную точность ЭХО изделий из титана и сплавов на его основе.

Концентрация всех компонентов электролита выбрана исходя иэ соображений обеспечения достаточно высокой производительности процесса при высоких плотностях тока в сочетании с минимальной производительностью при низких плотностях тока.

С уменьшением концентрации хлорнокислого натрия ниже 1,5 мас.3 ско- 65

Изобретение относится к электрофиэическим и электрохимическим методам обработки материалов, а именно к электролитам для размерной электрохимической обработки металлов ,иэделий из титана и сплавов на его основс, Известен электролит для размерной электрохимической обработки (ЭХО) титана — водный 24о-ный раствор хлор,нокислого натрия согласно которому l0 титан обрабатывают со скоростью в 1,8-2,0 раза большей, чем в электролитах ионного состава, например в водном растворе 10о хлорида натрия при тех же энергозатратах, что объясняется переходом атомов титана в ионное состояние в низшей валентности (11.

Недостатком известного состава электролита является невысокая точность электрохимического формообра20 зования,обусловленная независимостью выхода металла по току от плотности тока. Из-за этого не соблюдается одно из условий, необходимых для обеспечения высокой точности обработки, — преимущественное анодное растворение участков изделий, рас-, положенных в наибольшей близости к поверхности катода-инструмента, т.е. при наибольшей рабочей плотности 30 тока. рость анодного растворения титана уменьшается при неизменном содержании в растворе азотистокислого натрия. Увеличение концентрации азотистокислого натрия более 15 мас.Ъ не приводит к дальнейшему снижению скорости обработки при низких плотностях тока. Уменьшение концентрации аэотистокислого натрия ниже 4 мас.В увеличивает скорость анодного процесса при низких плотностях тока при содержании в растворе хлорнокислого натрия неизменным в указанных пределах. Увеличение концентрации натрия хлорнокислого выше 3 мас.Ъ не приводит к существенному увеличению скорости анодного растворения титана при неизменном содержании в электролите азотистокислого натрия, однако увеличивает пожаро- и взрывоопасность при использовании предлагаемого электролита в производственных ! условиях, в то время как предполагается, что при попадании капель предлагаемого электролита на загораемые поверхности и высыхан еи его, кристал-, лы натрия хлорнокислого разделяются слоями кристаллов аэотистокислого натрия,не склонных к загоранию и,следовательно, преграждающих распространение огня.

П Р и м е Р l. В 500 мл водопроводной воды растворяют 20 г хлорно кислого натрия и 50 r азотистокислого натрия, а затем доводят объем раствора до 1 л. В приготовленном таким образом электролите на лабораторной установке проводят. злектрохи мическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава BT-3-1 площадью 2 см при

22 С и давлении электролита на входе

B ячейку 8 атм и межэлектродном расстоянии 0,2 мм различной плотностью тока.

После обработки с плотностью тока

10 А/см получают блестящую поверх» .

2 ность c R = О, 38 мкм, причем скорость съема 0,27 мм/мин.

После обработки с плотностью тока

1 A/см получают поверхность с

R = 0,8 мкм, скорость съема составляет 0,004 MM/MviH (0,004 MM/мин) .

При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в электролите водном растворе 15% хлористого натрия получают серую поверхность образцов с R д -= 2,6 мкм, скорость съема при 10 A/cM составляет 0,14 мм/мин, а при 1 А/мм — 0,014 мм/мин.

Пример 2. В 500 мл водопроводной воды растворяют 30 r хлорнокислого натрия и 100 r азотистокислого натрия, а затем доводят объем раствора до 1 л. В этом электролите проводят электрохимическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ1096068

Составитель В.Кащеев

Редактор Л.Пчелинская Техред М.Надь Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3709/8 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул.Проектная, 4

14 площадью 2 см при 22 С при давлении электролита на входе в ячейку

8 атм и межэлектродном расстоянии

0,2 мм с различной плотностью тока.

После обработки с плотностью тока

20 A/ñì получают блестящую поверхность с R = 0,48 мкм, причем скорость съема составляет О, 53 мм/мин.

После обработки с плотностью тока

1 A/см получают поверхность с

R< = 0,9 мкм, а скорость съема сос- 10 тавляет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в электролите — водном растворе

153 хлористого натрия получают серую поверхность образцов с Вц= 1, 2 мкм.

Скорость съема при 20 A/cM составляет О, 27 мм/мин, а при 1 A/см

0,014 мм/мин.

Пример 3. В 500 мл водопроводной воды растворяют 15 r хлорнокислого натрия и 150 r азотистокислого натрия, а затем доводят объем раство ра до 1 л. В этом электролите проводят электрохимическую обработку образцов из сплава ВТ-5 при условиях, аналогичных примерам 1 и 2 е различной плотностью тока.

ПОсле обработки с плотностью тока 60 A/ñM получают матовую поверх2 ность образцов с R = О, 5 мкм, причем скорость съема составляет

1,55 мм/мин.

После обработки с плотностью тока

1

1 A/ñì получают матовую поверхность с R> = 0,8 мкм, а скорость съема составляет 0,004 мм/мин.

При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в водном растворе хлористого натрия (15В) получают серую поверхность образцов с

В = 0,8 мкм, а скорость съема составляет 1,0 мкм/мин при 60 А/см и

0,014 мм/мин при 1 A/ñì

Как видно из приведенных примеров

1 ю применение предлагаемого электролита при ЭХО титановых сплавов позволяет повысить производительность обработки в 1,5-1,9 раза по сравнению с

ЭХО в растворе хлористого натрия и улучшить локализацию анодного процесса, а также повысить точность обработки.