Элетролит для электрохимической размерной обработки сплавов вольфрама с медью

 

(и> 650766

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

C N8hNCTIWOCWh X

Республик (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160476 (Я() 2348676/25-08 с присоединением заявки %— (23) ПриоритетОпубликовано 050379.6вллетень № 9

Дата опубликования описания 080379 (51) М. Kh.

В 23 P 1/16

Государственный номитет

СССР но делам изобретений и открыти и (53) УДК 621.9. .047(088.8) (72} Авторы изобретения A.Д. Давыдов, А.H. камкин и В.Д. кащеев (71) Заявитель.Институт электрохимии AH СССР (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМА С МЕДЬЮ

Изобретение относится к области электрохимической обработки изделий, в частности к размерной электрохимической обработке изделий, изготовленных из сплава вольфрам-медь с высоким содержанием вольфрама.

Известно, что в нейтральных и кислых средах вольфрам при анодной поляризации находится в пассивном состоянии из-эа наличия на поверхности прочной окисной пленки, т.е. практически не растворяется (1).

Вольфрамово-медные сплавы с высоким содержанием вольфрама (70%) растворяются в водных растворах солей и кислот с большими скоростяьвт, чем чистый вольфрам, но все же со скоростями, неприемлемыми для проведейия электрохимической размерной обработки. М .Известен электролит, основой которого является щелочная группа металлов, а в качестве комплексообразующей и выравнивающей добавок — взяты тиомочевина и трилон В.

Однако попытка применить для элект.— рохимической обработки сплава вольфрам-медь раствор чистой 5%-ной щелочи показала, что при плотности анодного тока в 10 A/ñì из-эа выделив2 шейся контактно на поверхности образца меди начиналось выделение газообразного кислорода, так что практически весь ток шел на этот процесс.

По этой же причине не удается проводить электрохимическую обработку этого сплава в простых смесях щелочи н соли, например в растворе из 5%ной гидроокиси натрия и 5Ъ-ного нитрата натрия. Получаемая при этом поверхность весьма неровная и покрыта черным налетом продуктов растворения сплава.

Таким образом, в электролитах, подвергавшихся проверке, не удалось получить высокую скорость анодного растворения сплава вольфрам-медь с удовлетворительным качеством поверхности

Целью данного изобретения является создание такого состава электролита, который обеспечивал бы высокопроизводительный процесс электрохимической размерной обработки сплавов вольфрам-медь с высоким содержанием вольфрама при хорошем (6-7-й классы) качестве поверхности.

Главным отличительным признаком данного предложения является то, что в качестве основы взят водный раствор

650766 гидроокиси натрия или гидроокиси калия достаточно высокой концентрации (до 10%), причем компоненты взяты в следующем соотношении (вес.%-): гидроокись натрия или калия 3-10, тиомочевина 3-10, трилон В 3-8.

Данный отличительный признак поз5 воляет повысить производительность процесса обработки и качество обрабатываемой поверхности.

В предлагаемом электролите комплексообразователь — тиомочевина обусловливает высокую скорость одновременного анодного растворения меди и вольфрама, а выравниватель — трилон

В обеспечивает высокое качество поверхности, выглаживает ее. 15

Концентрации всех компонентов электролита выбраны, исходя из соображений обеспечения достаточной электропроводности раствора и соответственно низких энергозатрат при длительном его использовании с получением поверхности сплава хорошего качества. Для обеспечения возможности электрохимической обработки сплавов вольфрам-медь с широким соотношением компонентов в сплаве берется достаточно высокая концентрация щелочи, так как обнаружено, что чем больше содержание вольфрама в сплаве, тем большую концентрацию следует применять для успешного ведения электрохимического процесса.

Содержание комплексообразователя тиомочевины-выбрано в пределах, при которых достигается оптимальная ско- 35 рость обработки сплавов с любым соотношением в сплаве компонентов меди и вольфрама.

Уменьшение содержания в электролите тиомочевины ниже 3о оприводит к нестабильности процесса — при высоких плотностях тока наблюдаются его колебания.

Содержание выравнивающей добавки — трилона В-выбрано в пределах, при которых обеспечивается хорошее качество поверхности в широкой области плотностей тока. При введении в электролит из смеси щелочи и тиомочевины добавки трилона В концентрацией менее 3% качество поверхности не изменяется по сравнению с электрохимической обработкой в отсутствие этой добавки. Увеличение содержания трилона В свыше 8% не улучшает качества поверхности, но при этом избы- 56 ток добавки трилона В выпадает в осадок.

Таким образом, сущность предлагаемого изобретения состоит в сочетании в электролите трех составных 60 частей: основы, щелочного раствора достаточной концентрации, комплексообразователя, обеспечивающего высокую скорость анодного растворения сплава вольфрам-медь, и выравнивателя, обусловливающего получение высокого качества поверхности.

Пример 1. Производилось электрохимическое травление анода, выполненного в виде вращающегося диска из сплава вольфрам-медь с содержанием вольфрама 70%. Диаметр дискового анода 5 мм. Состав электролита: 5% гидроокиси калия, 5% тиомочевины, 5% трилона В, остальное— вода.

Перемешивание электролита осущест— влялось вращением электрода со скоростью от 250 до 5000 об/мин. Температура электролита 20-40 С. Толщина стравленного слоя зависела от плотности тока и времени поляризации и колебалась в пределах от 50 до

300 мкм.Растворение проходило стабильно, без пассивации или возникновения пульсаций. Выделение меди не имело места. Поверхность электрода после обработки была ровной и блестящей.

Чистота поверхности после обработки л 6, ь7 при исходной л 4, л 5. Если из электролита исключалась тиомочевина, то заметно снижалась производительность процесса, хотя выделения меди на поверхности электрода визуально не наблюдалось.При исключении из состава электролита трилона В качество поверхности ухудшалось — она становилась темной и более шероховатой.

Пример 2. Проводилось электрохимическое травление цилиндрического образца длиной 40 мм диаметром 8 мм из сплава 70% вольфрама и

30- меди. Электролит: 5% гидроокиси натрия, 3% тиомочевины, 3% трилона В, остальное — вода. Перемешивание электролита осуществлялось вращением цилиндра со скоростью 800 об/мин.

Плотность тока поляризации 5 A/cM

Длительность обработки 3 мин. Температура электролита 25-28 С. Толщина стравленного слоя металла 130 мкм.

Исходная чистота поверхности а 5, обработанной — д 7.

Пример 3. Производилось электрохимическое травление пластинки размером 20х5хЗ мм, изготовленной из сплава вольфрам 85%, медь — 15% °

Электролит: 10-о огидроокиси натрия, 5% тиомочевины, 5% трилона В. Температура электролита 25-35 С. Скорость протока электролита 1 м/с. Плотность тока обработки 15-18 A/см . Время обработки 5 мин. Толщина стравленного слоя сплава 0,78 мм. Исходная чистота поверхности д5, чистота обработанной поверхности д7.

Технико-зкономическая эффективность предлагаемого изобретения может быть определена в сравнении с другими методами обработки сплава вольфраммедь.

Резание или другие механические методы (фрезерование, шлифование, сверление и др) весьма затруднены

650 66

Формула изобретения

Составитель В. Шадрина

Техред M. Петко Корректор И- Муска

Редактор И. Карпас

Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 695/13

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 из-за большого механического сопротивления воздействию резца или абразива основы сплава — вольфрама и окисной пленки на вольфраме. Большой расход инструмента и рабочего времени на его подготовку сужает область применения механической обработки изделий из этих сплавов.

Как правило, механическими способами обрабатываются единичные изделия или мелкие серии. Электрохимическая размерная обработка имеет большие преимущества при производстве крупных серий однотипных изделий, несмотря на необходимость больших единовременных затрат на приобретение или изготовление станков, прецизионное изготовление и корректирование катодов-инструментов и обучение рабочего персонала.

Предлагаемый электролит, хотя и требует усиления мер по технике безопасности из-за достаточно высокой щелочности, позволит решить проблему электрохимической обработки сплавов вольфрам-медь, обладающих высокой жаропрочностью и большой вязкостью, на типовых станках для электрохимической размерной обработки изделий из других материалов с высокой скоростью и хорошим ка— чеством поверхности.

Электролит для электрохимической размерной обработки сплавов вольфрама с медью на основе водного раствора щелочи и комплексообразова10 теля — тиомочевины с трилоном В, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и повышения качества обрабатываемой поверхности, в качестве основы

)5 взят водный раствор гидроокиси натрия или гидроокиси калия, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес.Ъ:

Гидроокись натрия или калия 3-10

Тиомочевина 3-10

Трилон В 3 — 8

Вода Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 442200770022,, кклл. С 25 F 3/02, 1972.