Электролит для электрохимического травления изделий из титана и сплавов на его основе

 

Использование: для электрохимического травления изделий из титана и сплавов на его основе. Электролит содержит, мас.%: аммоний хлорнокислый 7,0 - 8,0; аммоний хлористый 1,5 - 2,5; формамид 35 - 50; диметилацетамид - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и может быть использовано при обработке изделий травления сплавов.

Известен электролит для электрохимического травления металлов [1] содержащий в качестве соли натрий хлорнокислый, в качестве растворителей воду и диметилацетамид при следующем соотношении компонентов, мас.

Натрий хлорнокислый 12-24 Вода 5-15 Гексахлорэтан 1-2 Диметилацетамид Остальное Недостатки этого электролита низкая производительность и неудовлетворительное качество поверхности при обработке титана и сплавов на его основе.

Наиболее близким к заявляемому является электролит для электрохимического травления сплавов на основе титана [2] который включает соль соляной кислоты и растворитель, мас.

Хлористый натрий 4,7-4,9 Азотнокислый калий 4,7-4,9 Бромистый калий 1,2-1,3 Сернокислый, без- водный натрий 0,4-0,5 Вода 89,0-88,4
Недостаток этого электролита, принятого за прототип, невысокая производительность процесса травления.

Цель изобретения повышение производительности процесса электрохимического травления изделий из титана и сплавов на его основе.

Поставленная цель достигается тем, что в электролит, включающий соль соляной кислоты и растворитель, дополнительно введен аммоний хлорнокислый, используют в качестве соли соляной кислоты аммоний хлористый, а в качестве растворителей формамид и диметилацетамид, при следующем соотношении компонентов, мас.

Аммоний хлорно-
кислый 7,0-8,0
Аммоний хлористый 1,5-2,5
Формамид 35-50
Диметилацетамид остальное.

Выбор и содержание компонентов обусловлены следующим. Аммоний хлорнокислый обеспечивает низкие значения эффективной степени окисления П_эф ионов металла, переходящих в раствор и высокую удельную электропроводность электролита. Концентрация соли ограничена снизу из-за резкого снижения электропроводности раствора. Превышение верхнего предела содержания этой соли практически не изменяет удельную электропроводность раствора, но приводит к увеличению П_эф и, следовательно, к снижению производительности. Аммоний хлористый обеспечивает активирование анодной поверхности и высокую удельную электропроводность электролита. Концентрация соли ограничена снизу резким снижением электропроводности раствора, а сверху снижением растворимости в диметилацетамиде. Формамид обеспечивает хорошую растворимость выбранных минеральных солей и большую удельную электропроводность раствора. Он обеспечивает также устойчивость частиц, находящихся в низкой степени окисления, вблизи реакционной поверхности и, следовательно, высокую удельную скорость растворения. Уменьшение концентрации этого растворителя ниже установленного уровня приводит к интенсификации анодного газовыделения, резкому росту удельной энергоемкости процесса. Повышение верхнего предельного уровня его концентрации приводит к снижению производительности процесса и повышению вязкости раствора. Диметилацетамид обеспечивает хорошую растворимость хлорнокислого аммония, снижение вязкости раствора и улучшение гидродинамических условий протекания процесса. Этот растворитель также способствует снижению П_эф. Нижний предел концентрации этого компонента обусловлен снижением производительности, а верхний существенным ростом удельной энергоемкости без заметного изменения производительности.

Отмеченные выше отличительные признаки не обнаружены ни в одном из известных составов электролитов для электрохимической обработки и позволяет обеспечить повышение производительности процесса травления. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Для приготовления электролита используют компоненты квалификации "ч" и "х.ч".

Готовят раствор следующим образом. В формамиде растворяют хлористый аммоний, а в диметилацетамиде хлористый аммоний. После полного их растворения один раствор вливают в другой при тщательном перемешивании.

Изобретение иллюстрируется примерами, представленными в таблице, которые соответствуют следующим условиям обработки. Использована схема обработки с вращающимся электродом. Последний выполнен в виде цилиндра из титана ВТ1-О и сплава на его основе ВТ3-1, периферийная поверхность которого защищена фторопластовым экраном так, что растворению подвергается лишь торец электрода. Объем электролита в рабочей камере-1 л. Катод выполнен из стали ОХ18Н9Т. Плотность тока 1 А/см², частота вращения исследуемого электрода -1500-2000 об/мин, температура раствора 20-25^оС. Все измерения проведены при одинаковом количестве электричества, пропущенном через систему, равном 36 Кл.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНА И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, включающий соль соляной кислоты и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, он дополнительно содержит хлорнокислый аммоний, в качестве соли соляной кислоты хлористый аммоний, а в качестве растворителей формамид и диметилацетамид при следующем соотношении компонентов, мас.

Хлорнокислый аммоний 7 8
Хлористый аммоний 1,5 2,5
Формамид 35 50
Диметилацетамид Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2