Электролит для электрохимической обработки

 

>592562

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Своза Советсних

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.06.75 (21) 2157698/25-08 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания 22.02.78 (51) Ч К ч В 23 P 1/16

Государственный комИтет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.9.047 (088.8) оо ленам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Зарубинский, А. В. Нечаев и Б. H. Комаров

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к электрохимическим методам обработки металлов, в частности к электрохимической размерной обработке никелевых сплавов, и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Электролит для электрохимической размерной обработки определяет характер протекания электродных процессов и химических реакций в растворе, влияет на скорость и производительность процесса обработки, его устойчивость и степень локализации анодного растворения. Поэтому правильный выбор рационального состава электролита и режима обработки имеет существенное значение при внедрении электрохимической обработки в производство.

Широко применяемые в практике электрохимической размерной обработки металлов электролиты на основе хлорида натрия обладают высокой рассеивающей способностью, приводящей,к снижению точности обработки и появлению питтингов на участках, не подлежащих обработке. Использование различных дооавок для улучшения точностных характеристик является перспективным направлением решения проблемы повышения точности. В качестве добавок для уменьшения рассеивающей способности электролита предлагается использовать различные соли, содержащие пассивирующий анион, такие как сульфаты, карбонаты.

Из описанных в литературе электролитов для электрохимической обработки никелевых сплавов, содержащих пассивирующпе добавки, по составу компонентов наиболее близок к предлагаемому электролит, в состав которого входит трехзамещенный фосфат натрия, Введение в электролит фосфат-ионов, обла10 дающих пассивирующим действием на никель, устраняет образование питтингов на необрабать|ваемой поверхности, повышает точность обработки и чистоту поверхности по сравнению с результатами, полученными в чистом

15 растворе хлорида натрия (1).

Недостатком известного электролита является нестабильность протекания процесса после незначительной проработки электрол ита. Это обусловлено сильной зависимостью

20 скорости растворения никеля, составляющего основу сплавов от концентрации гидроксильных ионов в растворе. При значительном защелачива нии анодное растворение металлов при ЭХРО затруднено вследствие адсорбции

2б на поверхности электрода гидроксильных ионов, что в конечном итоге приводит к полному прекращению процесса обработки. Введение в раствор хлорпда натрия трехзамещенного фосфата натрия (ХазР04), дающего з0 в растворе сильно-щелочную;реакцию (рН 12), 592562 уже до начала обработки создает предпосылк и, способствующие полной пассивации сплава в этом растворе.

Как известно в процессе ЭХРО происходит довольно быстрое защелачивание электролита. Введение в электролит Na3PO4 (в совокупности с защелачиванием электролита в процессе ЭХРО) очень быстро может привести к резкому увеличению рН раствора до весьма больших значений и к нарушению стабильности процесса обработки никелевых сплавов вследствие их полной пассивации в результате десорбции активирующих ионов с поверхности анода ионами гидроксила.

Кроме того, повышенная щелочность известного электролита (рН 12) вызывает вредное действие на кожу рабочего и быстрое зашламлен ие электролита в процессе работы.

Целью изобретения является разработка оптимального состава электролита, который бы на ряду с положительным влиянием фосфат-ионов на локализацию процесса обработки обеспечивал бы и,стабильное протекание процесса за счет поддержания постоянной величины рН раствора в течение достаточно длительного времени.

Указанная цель может быть достигнута путем введения в состав электролита различных веществ, стабилизирующих рН электролита в процессе обработки за счет значительного увеличения его буфер|ной емкости и одновременно повышающих локализующую способность электролита. Предлагаемый электролит отличается от известного тем, что в его состав вместо тринатрийфосфата вводятся в определенной пропорции двузамещенный фосфорнокислый натрий и однозамещенный фосфор нокислый калий, которые стабилизи,руют рН электролита в области 6,5 и одновременно за счет ин гибирующего действия фосфат-ионов устраняют образование питтингов на участках анода, не подлежащих обработчике.

Электролит имеет следующий состав, г/л:

NaCl 130

КН2РО4 7,4

Na>HPO4 2Н>О 12,4

Температура раствора — 30 С, рН 6,5.

Межэлектродный зазор поддерживался в пределах 0,2 — 0,3 мм, давление электролита

8 — 12 кг/см, противодавление 1 — 2 кг/см, на пряжение 12 — 15 В.

В процессе обработки скорость анодного растворения линейно увеличивается с ростом плотности тока. После обработки получается ровная светлая поверхность без следов рас30 травливания в необрабатываемой области с чистотой 5 — 7 класса. После пропускания

5 А-час/л количества электричества рН электролита увеличивается незначительно.

Процесс обработки протекает стабильно. Для повышения стабильности электролита после длительной его проработки можно периодически вводить в раствор солярную кислоту.

Хлор истый натрий 100 †1

Однозамещенный фосфат калия 4 — 20

Двузамещенный фосфат,натрия 2 — 15

Температура раствора 18 — 35 С. Процесс обработки ведут при напряжении 12 — 16 В, при плотности тока 20 — 30 А/см .

Анодное растворение никелевых сплавов в чистых растворах хлорида натрия на участках, не предназначенных для обработки,,носят локальный характер и характеризуется появлением питтингов. Добавка в электролит небольших количеств фосф ат-ионов, обл адающих ингибирующим действием, позволяет получить ровную светлую обработанную поверхность .и устраняет образование питтингов на необрабатываемой поверхности.

Введение в состав электролита вместо тринатрийфосфата, дающего в распворе рН, фосфатной буферной смеси (KH>PO4Na>HPO4), стабилизирующей при определенном соотношении компонентов рН раствора в области

6,5, устраняет причины пассивации анода, имеющие место при наличии в растворе

Na>PO4, повышает стабильность и одновременно локализующую способность процесса обработки, устраняет образование питтингов на необрабатываемой поверхности.

Предлагаемый электролит опробован на

10 о пытной установке.

Пример. Обрабатывались плоские образцы, изготовленные из сплава ЭИ47Б с чистотой 4 — 5 класса. Обработка велась в

15 растворе следующего состава, г/л:

Использование предлагаемого электролита

40 устраняет образование питтингов на участках детали, не предназначенных для обработки, повышает локализацию процесса растворения и за счет у вел ичения буферной емкости стабильность процесса, что особенно важно при

45 электрохимической размерной обработке.

Формула изобретения

Электролит для электрохимической раз50 мерной обработки на основе хлористого натр ия, отличающийся тем, что, с целью локализации процесса, в его состав введены в качестве добавки однозамещенный фосфат ,калия и двуза мещенный фосфат натрия при

55 следующем соотношении компонентов, вес. о/о.

Хлористый натрий 9,0 — 16

Однозамещенный фосфат калия 0,4 — 2,0

Двуза мещенный фосфат натрид 0,2 — 1,5

Вода Осталь.ное

Источник инфориации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 395219, 55 кл. В 23 P 1/16, 1972.