РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C23F1/36 

Изобретение относится к области химической обработки металлов и сплавов, в частности сплавов на основе алюминия, системы Al-Cu-Li. Сплавы системы Al-Cu-Li, используемые в авиастроении для обшивок и силовых элементов, должны иметь качество поверхности после химического травления, обеспечивающее высокие усталостные характеристики. Однако в процессе химического травления этих сплавов в известных растворах значительно повышается шероховатость поверхности, что приводит к ухудшению не только декоративного вида, но и снижению усталостных характеристик.

Известен раствор для травления сплавов на основе алюминия, не содержащих литий (а. с. N479829, Б.И. 29 75 г.), следующего состава (г/л): едкий натр 100 400, сернистый натрий 0,1 10, глицерин 0,1 50, гипосульфит натрия 5 50, пирофосфат натрия 0,1 50, сульфат натрия 0,1 10, нитрат натрия 0,1 - 10, алюминий 0,1 10. Травление в этом растворе сплавов системы Al-Cu-Li приводит к повышению шероховатости поверхности до R_Z80.

Известен раствор для химического травления сплавов на основе алюминия, взятый в качестве прототипа, который содержит (г/л): едкий натр 250 300, калий фтористый 6 8, аммоний надсернокислый 15 18, гипосульфит натрия 25 - 30, алюминий 10 15 (а.с. N322423, БИ 36 71 г.) Травление сплавов в этом растворе приводит к повышению шероховатости поверхности до R_Z40 и снижению усталостных характеристик.

Технической задачей данного изобретения является создание раствора для химического травления алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Li, позволяющего получать качество поверхности не хуже R_Z 20 и скорость травления не менее 1,5 мм/ч, экологически чистого, более технологичного, обеспечивающего высокие усталостные характеристики сплава.

Предложенный раствор имеет следующий состав, г/л:
едкий натр 150 300
гипосульфит натрия 20 60
глюконат натрия 1,5 5
или глюконат кальция 2 5,5
Предлагаемый раствор отличается от известного тем, что в качестве выравнивающей добавки вместо четырех компонентов: фтористого калия, аммония надсернокислого, гипосульфита натрия и алюминия используется гипосульфат натрия в более широких границах концентрации.

Главное отличие предлагаемого раствора от известных присутствие глюконата (натрия или кальция), который в результате химического взаимодействия с продуктами травления делает их сыпучими и легко удаляемыми, в результате чего возможно выравнивающее действие гипосульфита натрия при травлении.

Пример осуществления.

В раствор, содержащий (г/л): едкий натр 250, гипосульфит натрия 25, глюконат натрия 2 при температуре 85^oC погружают листы толщиной 6 мм из сплава следующего состава: алюминий основа, Cu 2,6% Li 2,08% Sc - 0,07% Zr 0,09% Ti 0,032% Mg≅0,05%
Исходная шероховатость поверхности листов R_a 0,48. После травления в течение 30 мин со скоростью 4,5 мм/ч толщина листа стала 4,7 мм, шероховатость поверхности R_a 0,77.

Число циклов до разрушения при малоцикловой усталости (МЦУ) составило 1,2•10⁷.

В таблице даны результаты химического травления сплава 1460. Гипосульфит натрия при содержании 20 60 г/л в присутствии глюконата натрия (или кальция) в количестве 1,5 5 г/л (2 5,5 г/л) приводит к уменьшению шероховатости поверхности в результате образования продуктов травления, которые, сосредотачиваясь во впадинах, способствуют травлению выпуклостей на поверхности. Глюконат натрия (кальция) делает эти продукты более рыхлыми и сыпучими, что дает возможность выравнивающим добавкам действовать более активно и продолжительное время.

При концентрациях веществ, больших и меньших указанных в предлагаемом растворе травления, шероховатость повышается, что приводит к снижению показателей малоцикловой усталости.

Изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности сплавов на основе алюминия системы Al-Cu-Li, используемых в авиастроении для обшивок и силовых элементов. Раствор для химического травления сплавов на основе алюминия содержит, г/л: едкий натр 150 - 300, гипосульфит натрия 20 - 60 и глюконат натрия 1,5 - 5 или глюконат кальция 2,0 - 5,5. Использование раствора позволяет получить шероховатость поверхности R_Z 20 и скорость травления не менее 1,5 мм/ч. 1 табл.

Раствор для химического травления сплавов на основе алюминия, преимущественно сплавов системы Al Cu Li, содержащий едкий натр и гипосульфит натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глюконат натрия или глюконат кальция при следующем соотношении компонентов, г/л:
Едкий натр 150 300
Гипосульфит натрия 20 60
Глюконат натрия 1,5 5
или
Глюконат кальция 2,0 5,5в