Раствор для электрохимического полирования композиционного материала "алюминий-бор

 

Союз Советсннк

Соцнапнстнчесинк

Респубпнн

О П И С А Ы И Е (»i91834t

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (5! )М. К.й. (22) Заявлено 26,06,80 (21) 2946073/22-02 с присоединением заявки М

С 25 Р 3/20

9кударетюей канвтет

СИР во ааин веевретевк1. и етернткй (23) Прноритет(53) УД К621.357..8(088.8) Опубликовано 05.04.82. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 05.04.82 (72) Автор изобретения

A. М. Куэей

Физико-технический институт AH Б (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ.ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ

КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА АЛЮМИНИЙ-БОР

Изобретение относится к эпектрохимйческой обработке материалов, в частности к полированию композиционного материала (КМ) алюминий-бор.(AtB) с обьемным содержанием волокон бора 4060%. 3

Наиболее близким к изобретению явля» ется раствор для эпектрохимического по» пирования композиционного материала алюминий-бор„содержащий серную (92

98%) и фосфорную (2-8%) кислоты fl 1

Данный раствор предназначен для предварительного лопирования КМ А9-В с ис ходной чистотой поверхности . v 3-4 класса до о 7 класса. При полировании в .

fS данном растворе поверхности с исходной чистотой ъ 6 класса он недостаточно эффективен - чистота поверхности ловьм . шается только на один класс. Кроме то-,, го, стабильность раствора 25-26 А .ч/л.

Белью изобретения является повышение класса чистоты поверхности и стаби пьностн раствора.

Указанная цепь достигается тем, чтсг раствор, содержаший серную и фосфорную кислоты дополнительно содержит гидросульфат тяжелого металла при -следуюшем соотношении компонентов, вес.%:

Серная кислота 85-66

Фосфорная кислота 2,5-14,7

Гидросульфат тяжелого металла 0,3-1,5

Попирование рекомендуют проводить при 150-200 С, анодной плотности тока (Да) 40-110 А/дм в течение 0,32,5 мин с использованием свинцового катода.

В качестве гидросульфата тяжелого металла используют соединение обшей формулы:

Ме (Н%04) х где Ме — свинец, висмут, ртуть;

x -. 1, 2, 3.

В процессе электрохимнческого поли- рования композиционного материала

At -В происходит пассивация алюминиевой

3 91834 основы и уменьшение скорости ее растворения, Пассивная окисная пленка постепенно растворяется в фосфорной кислоте (8 1,87 г/см ) с образованием вязкое

ro слоя продуктов взаимодействия на поверхности основы. В процессе образования и растворения пассивной и-пенки про;, исходит периодическое перераспределение ппотности тока, которая увеличивается на боре и адает на основе. В момент lO увепичения тока на вопокнах бора проис. ходит их попирование. Однако, пассивация основы ухудшает чистоту поверхности и .приводит к неравномерному попированию (с различными cKopocTaMH) вопокон и )5 основы. Введение гидрофосфата тяжелого метаппа приводит к замедлению растворения основы (без пассивирования), при- чем сопротиьпение прианодного слоя резко возрастает, что ведет к перераспреде- - пению ппотности тока, которая увепичива ется на вонокнах и уменьшается íà основе и сохраняется s течение всего процесса электрохимического полирования, благодаря чему увепичивается чистота по- у верхности основы и композиционного материала в цепом.

При содержании гидросупьфата тяжелого,металла менее 0,3% скорость полирования основы больше скорости попирования вопокон бора, происходит выступание волокон бора над поверхностыб основы, что резко повышает шероховатость поверх

Испопьзование безводной серной кисш> ты с 4 1,86 г/см позволяет окиспять и растворять бор в процессе попирования а также замедлять скорость растворения апюминия в фоофорной,кислоте.

Уменьшение содержания серной кислоты менее 85% ведет к интенсивному травлению основы и повышению ее шероховатости. Содержание серной киспоты в растворе, привышающее 96%, ведет к преимущественному растворению бора и повышению шероховатости поверхности компози-, ционного материала AS-В. Использование безводных серной и фосфорной кислот (dj= 1,87 г/см ) дает воэможность одновременно растворять волокна бора и основу. Копичество фосфорной кислоты в растворе определяется содержанием серной киспоты и гидросупьфата тяжелого металла и составляет 14,7-2,5%.

Примеры составов предлагаемого и известного растворов представпены в табИице.

Серная кислота (4 1,86 г/см ) 92-98 85

96

Фосфорная кислота (8 *1,87 г/см ) 2,5 2,5

14,7

Гидросупьфат свинца

0,3

1,5

1,5

Гидросульфат висмута

Гидросупьфат ртути ,. Температура, С

Да, A/дм

150

200-2 60 1 50

60»100 40

200 200

110 75

Продолжитепьность, мин

2,5 1,5

0,3

0,5-2

10

10! после полирования

0,3

0,5

0,3

0,3

Шероховатость поверхности, мкм до полирования

1 4 ности композиционного материапа ÀS-В.

Увеличение содержания гидросупьфата тяжелого металла свыше 1,5% приводит к замедлению полирования основы, происходит преимущественное растворение вопокон и их угцубпение в основу, что приводит к резкому возрастанию шероховатости поверхности композиционного матерка АЕ-В.

4. 918341

Пр одолжение таблицы

Состав раствора (вес.Ж) и результаты обработки

Известный раствор

П ример

Класс чистоты до полирования 6

7 после полирования

Скоротсь съема, мкмl мин 8-60

30

20 20

Количество снимаемого материала, мкм

100 160 10

30

Стабильность раствора, А ч/л (до земены раствора) 25 26

Составитель В. Бобок

Редактор М. Недолуженко Техред Е.ХаритоичикКорректор Л. Бокшан

Заказ 2062/3 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Фипиап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, предлагаемый раствор позволяет повысить чистоту поверхности на три класса и в 1,3-1,8 ра» за стабильность раствора по сравнейию с известным, что приводит к повышению производительности процесса полирования

КМ А -В.

По сравнению с базовым объектом (механическое копирование КМ At-B) изоб ретение значительно повышает чистоту обрабатываемой поверхности и сокращает длительность обработки в 5-6 раэ (механическое полирование КМ AE-В повышает чистоту поверхности с 7. до 5-6 мкм, причем длительность полирования состав

33 ляет- 15 мин; увеличение времени полирования приводит к выполированию поло кон бора из основы и увеличению шерохо . ватости поверхности композиционного ма» ао териала до 10-25 мкм.

Изобретение . может быть использова-. но в машиностроении для .чистовой обра ботки поверхнос ги КМ, а также подготов ки образцов КМ At-В к металлографичес. ким исследованиям.

Форму ла изобретения

Раствор для электрохимического поли рования композиционно о материала aI мнний-бор, содержащий серную и фосфорную кислоты, о т п и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения класса чистоты поверхности и стабильности раствора, он дополнительно содержит гидросуль фат тяжелого металла при следуилцем соотношении компонентов, sec,%:

Серная кислота 85 96

Фосфорная кислота 2,5-14,7

Гидросульфат тяжелого металла 0,3-1,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 14 2876899/22-02, кл. С 25 F 3/20, 1980.