"электролит для электрохимической обработки титановых сплавов

 

1I II75l 559

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.11.78 (21) 2684560/25-08 (51) М. Кл.

В 23Р 1 16 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УДК 621.9.047 (088.8) по делам изобретении и открытий (72) Авторы изобретения

Г. В. Рочева, Ю. П. Воронцов, Л. П. Халышкина, А. М. Левин и А. В. Тютрин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЪ|Х СПЛАВОВ

A r ã т тт т т т тт

Изобретение относится к области электрохимической обработки (ЭХО) титановых сплавов.

Известен электролит для ЭХО титановых сплавов (1), имеющий следующие компоненты, вес. %:

Хлорпстый натрий 10 — 12

Азотнокислый аммоний 6,5 — 8,5

Надсернокислый аммоний 0,9 — 1,1

Вода Остальное 10

При ЭХО ряда титановых сплавов, например ТС-5 (ТУ1-5 — 130 — 73), ТС-6 (ТУ1-805 — 398 — 77), ВТ-15 ОСТ1-90013 — 71 во всех известных электролитах анодное растворение обрабатываемой поверхности 15 происходит не равномерно, а отдельными участками (питтингами) площадью 0,3—

3 мм . Внутри питтингов, имеющих рваные края, съем также неравномерен. Прп изменении режимов обработки (анодной плот- 20 ности тока, скорости потока электролита) во всем практически применяемом диапазоне характер поверхности этих сплавов изменяется незначительно. В результате обработки деталь получает ноздреватую по- 25 верхность, параметр шероховатости R, которой, как правило, значительно превышает величину, соответствующую 1 классу.

При ЭХО на известных электролитах возникают и другие дефекты поверхности. На- 30 пример, прп обработке сплава ВТЗ-1 (OCT-1 — 90013 — 71) имеет место растравливание по границам зерен на глубину до

0,03 мм.

Обработка некоторых сплавов (ВТ3-1, ВТ-8, ВТ-9-ОСТ1-90013 — 71) в упомянутом выше электролите хотя и происходит без образования ппттпнгов, о параметр шероховатости Я, поверхности получается не ниже 40 — 20 мкм.

Поэтому многие тптановыс сплавы не применяются для изготовления ответственных деталей, механическая обработка которых затруднена, а электрохимпческая обработка в известных электролитах не обеспечивает требуемого качества поверхности.

Цель изобретения — получение электролита, позволяющего повысить качество обрабатываемой поверхности.

Цель достигается тем, что в электролите, представляющем собой водньш раствор соли, в качестве солн использован фтористый кислый аммонпй (ХН4Р HF), причем компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Фторпстый кислый аммоний 4,6 — 30,5

Вола

751559

Формула изобретения

Составитель В. Шадрина

Техред А. Куклина

Корректор О. Иоанеснн

Редактор Г. Улыбина

Заказ 1466/12 Изд. Ке 402 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-З5, Раушскаи наб., д. 4/5

На 7I1vIIe фтор 1стого KIIC 7010 BMMOIIHB 113меняет характер анодного растворсппя поверхности титановых сплавов. Происходит сравнительно равномерное удаление всех фаз титанового сплава с поверхности дстали.

Средняя величина параметра шероховатости R, составляет для титанового сплава

ТС-6 — 0,54 мкм, а обработанная поверхность имеет характерный блеск.

Предлагаемое содержание фтористого кислого аммония в электролите является оптимальным.

Нижний предел концентрации МН4Г HF обусловлен снижением электропроводности 15 электролита.

Так, при концентрации 4,3 вес. % даже при максимальном напряжении (35 В) на электродах, обеспечиваемом применяю1цимися при ЭХО источниками постоянного то- 20 ка, анодная плотность тока получается ниже величины 2 А/см, принятой за базовую в опытах по опробованию электролита (прп температуре электролита 22 С и межэлектродном зазоре 20 мм). Указанная величи- 25 на анодной плотности тока выбрана как среднее значение из практически применяемого для титановых сплавов диапазона плотностей тока.

Кроме того, применение электролита с З0 концентрацией NH4F.HF менее 4,6 вес. % нецелесообразно из-за значительного увеличения энергоемкости процесса ЭХО н снижения его производительности.

Верхний предел концентрации NH4F ° .HF — 30,5 вес. % обусловлен нестабильностью анодного растворения при превыш.нии этой величины (колебапия силы тока в ряде опытов 1-23%).

При увеличении концентрации NH4F HF 40 от 30,5% до 31 % производительность процесса снижается, а энергоемкость существенно увеличивается (например, для сплава ТС-6 производительность уменьшается на 29 /о, энергоемкость возрастает на 58%). 45

Выполнена опытная проверка электролита следующих концентраций, вес. % .. 4,3;

4,6; 7,5; 9,66; 16,2; 23,0; 30,5; 31,0.

Основные опыты по ЭХО титановых сплавов осуществлялись неподвижным катодом 50 при следующих ренсимах:

Анодная плотность тока, А/с м 2

Средняя скорость потока электролита черсз межэл с ктр одн ы и з аз ар, м/с 0.,3

Температура электролита, С 19 — 22 рН 4 — 5.

Результаты опробования показывают, что электролит обеспечивает значительное снижение шероховатости поверхности титановых сплавов и отсутствие макродефектов поверхности.

Изменение концентрации электролита в предложенном широком диапазоне не оказывает существенного влияния на шероховатость поверхности.

Экономический эффект от внедрения изобретения обусловлен улучшением прочностных и других эксплуатационных характеристик изделий, которые не изготавливаются в настоящее время из титановых сплавов

ТС-5, ТС-6 и др. ввиду невозможности их обработки с требуемой точностью и качеством поверхности. Примером служат крупногабаритные тонкостенные корпуса. Другую составляющую экономического эффекта дает замена чистовой механической обработки ряда титановых сплавов на ЭХО (общие затраты же при ЭХО на 30 — 70% ниже), которая обеспечивает с применением предложенного электролита такую же шероховатость обработанной поверхности.

Электролит для э,-.сктрохпмической ооработки титановых сплавов па водной основе соли, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, в качестве соли используют фтористый кислый аммонпй при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Фторпстый кислый аммоний1 4,6 — 30,5

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Кз 547321, кл. В 23Р 1/16, 1977.