СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Российский патент 2000 года по МПК B23H3/00 

Описание патента на изобретение RU2146580C1

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов, в частности к электрохимическому полированию металлов и сплавов, может быть использовано в машино- и приборостроении, например, при доводке внутренних и наружных поверхностей.

Известны способы электрохимического полирования, представляющие собой анодное растворение, приводящее к значительному улучшению микрогеометрии обрабатываемой поверхности (параметр шероховатости от Ra = 0,04 мкм до Rz = 0,025 мкм), высокой степени зеркального отражения (блеска). Электрохимическое полирование проводят как в стационарном, так и движущемся электролите [1].

Недостатком существующих методов является токсичность электролита, а иногда его взрывоопасность и низкая производительность.

Известен способ электрохимического полирования горячекатанной нержавеющей стали, предусматривающий проведение процесса в 10 - 25%-ном водном растворе NaCl при 40 - 80oC с плотностью тока 0,2 - 10 А/см2, располагая латунный листовой катод на расстоянии 50 мм от анода [2]. Недостатком данного способа является низкая скорость и неравномерность процесса электрохимического растворения обрабатываемого материала, что снижает производительность данного метода и ухудшает качество обрабатываемой поверхности.

Задача изобретения - повышение качества поверхности после механической обработки и производительности процесса электрополирования.

Решение задачи достигается тем, что в известном способе электрохимического полирования, осуществляемом в нейтральном водном растворе солей при плотности тока 0,2 - 10 А/см2, при температуре электролита, равной температуре окружающей среды обрабатываемой детали, сообщают вибрацию, амплитуда и частота которой задается, исходя из электрохимических свойств материала обрабатываемой детали, и время одного цикла полирования определяется по формуле:
τ = l/v,
где l - кратчайшее расстояние от днища ванны до обрабатываемой поверхности детали;
v - скорость всплывания пузырьков водорода, определяемая по формуле Стокса [3].

Это время обеспечивает равномерность съема металла по всей обрабатываемой поверхности детали, что улучшает качество поверхности. Вибрация детали влияет на скорость массообмена, что увеличивает производительность электрохимического полирования.

Предложенный способ поясняется чертежом.

В ванну электрохимической обработки 1 заливается водный раствор поваренной соли 2, деталь 3 устанавливается на расстоянии l от днища ванны, деталь 3 соединяется штоком 4 с источником вибрации 5. Шток 4 соединяется с положительным полюсом источника питания 6, ванна 1 соединяется с отрицательным полюсом источника питания 6. Для электрохимического полирования деталь 3 получает вибрацию от источника 5 частотой f, амплитудой A и подается напряжение от источника питания 6. Время одного цикла электрохимического полирования определяется по формуле
τ = l/v,
где l - кратчайшее расстояние от днища ванны до обрабатываемой поверхности детали;
v - скорость всплывания пузырьков водорода, определяемая по формуле Стокса [3]:

где g - ускорение свободного падения;
ρэ - плотность электролита;
ρг - плотность газа в пузырьке;
rn - радиус пузырька водорода;
μэ - вязкость электролита.

Пример конкретного выполнения.

Обработке подвергались образцы из сплава 32НКД, имеющие шероховатость после механической обработки Ra ≈ 3,2 мкм. Выход по току кислорода в указанном диапазоне плотности тока составляет 30 - 35%, электродный потенциал поверхности сплава 32НКД равен 0,8 - 1,5 В. Исходя из этих параметров частота вибрации детали задавалась равной 50 Гц, амплитуда 1,5 мм. Время одного цикла полирования определяется по формуле:
τ = l/v,

При радиусе пузырьков 100 мкм и l = 2 см - τ = 1 с. При этом шероховатость поверхности Raкон. 2,1; при последующих циклах шероховатость поверхности изменялась следующим образом: Raнач. 2,1 - Raкон. 1,4; Raнач. 0,9 - Raкон. 0,6; Raнач. 0,6 - Raкон. 0,4; Raнач. 0,4 - Raкон. 0,3 мкм. При доверительной вероятности 0,95 доверительный интервал ΔRa = 0,05 мкм.

При обработке по прототипу для достижения конечной шероховатости поверхности Ra 0,3 мкм требуется 12 с и доверительный интервал - 0,075 мкм, в предлагаемом способе время обработки 6 с.

Как видно из результатов применение предлагаемого способа позволит увеличить производительность электрохимического полирования по сравнению с прототипом примерно в два раза при улучшении качества поверхности.

Источники информации
1. Липкин Я. Н., Бершадская Т.Л. Химическое полирование металлов - М.: Машиностроение, 1982. - 112 с.

2. Способ электрохимического полирования нержавеющей стали: Заявка N 49-38418, Япония МКИ C 23 B 3/00, НКИ-12А63, заявлено 17.02.70. //Изобретения за рубежом. - N 18 - 1975. - выпуск 21. - С. 68.

3. Перепелкин К.Е., Матвеев В.С. Газовые эмульсии. - Л.: Химия, 1979. - 200 с.

Похожие патенты RU2146580C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 2009
  • Шестаков Иван Яковлевич
  • Бабкина Людмила Алексеевна
RU2451773C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ХОНИНГОВАНИЯ 1999
  • Трифанов И.В.
  • Бабкина Л.А.
  • Чернявский С.А.
RU2166416C2
КАТОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 1997
  • Трифанов И.В.
  • Бабкина Л.А.
RU2127175C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ 2002
  • Шестаков И.Я.
  • Бабкина Л.А.
RU2229543C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 2012
  • Шестаков Иван Яковлевич
  • Бабкина Людмила Алексеевна
RU2550068C2
ЗАЩИТНЫЙ ЧЕХОЛ ТЕРМОПАРЫ ПОГРУЖЕНИЯ 2002
  • Саунин В.Н.
  • Лепешев А.А.
  • Телегин С.В.
  • Радионычев А.Ю.
RU2206072C1
СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ 1992
  • Сысоев С.К.
  • Скороделов Д.Б.
  • Левко В.А.
RU2039637C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ 1995
  • Башенко В.В.
  • Баякин С.Г.
  • Браверман В.Я.
  • Шабанов В.Ф.
RU2113954C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ 1990
  • Василенко Н.В.
  • Летуновский В.В.
  • Григорьева О.А.
  • Петровский Э.А.
  • Родионов Ю.С.
RU2010215C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО УДАЛЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ И СГЛАЖИВАНИЯ ОСТРЫХ КРОМОК 2002
  • Сурсяков А.А.
  • Стрюк А.И.
  • Шестаков И.Я.
RU2212319C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области электрохимической обработке металлов и сплавов, может быть использовано в машино- и приборостроении, например, при доводке внутренних и наружных поверхностей. Электрохимическое полирование ведут в нейтральном водном растворе солей при плотности тока 0,2 - 10 А/см2. Электролит имеет температуру, равную температуре окружающей среды. Обрабатываемой детали сообщают вибрацию. Амплитуду и частоту вибрации задают, исходя из электрохимических свойств материала обрабатываемой детали. Время одного цикла полирования определяют по формуле: τ = l/v, где l - кратчайшее расстояние от днища ванны до обрабатываемой поверхности детали; v - скорость всплывания пузырьков водорода, определяемая по формуле Стокса. Используемый электролит нетоксичен и дешев, требует минимума затрат на приготовление, прост в приготовлении, не требует подогрева, контроля поддержания режимов электрохимической полировки и очистки. Данным способом можно производить обработку нескольких деталей одновременно, доводка занимает короткий промежуток времени. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 146 580 C1

Способ электрохимического полирования металлов и сплавов в нейтральном водном растворе солей при плотности тока 0,2 - 10 А/см2, отличающийся тем, что процесс электрохимического полирования осуществляют при температуре электролита, равной температуре окружающей среды, обрабатываемой детали сообщают вибрацию, амплитуду и частоту которой задают, исходя из электрохимических свойств материала обрабатываемой детали, и время одного цикла полирования определяют по формуле:
τ = l/v,
где l - кратчайшее расстояние от днища ванны до обрабатываемой поверхности детали;
V - скорость всплывания пузырьков водорода, определяемая по формуле Стокса.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2146580C1

Способ смешанной растительной и животной проклейки бумаги 1922
  • Иванов Н.Д.
SU49A1
Способ электрохимического шлифования 1976
  • Данильцева Нина Анатольевна
  • Панов Олег Михайлович
  • Воробьева Ираида Сергеевна
  • Гузенфельд Лев Иосифович
SU618234A1
Способ электрохимического шлифования 1979
  • Зорин Анатолий Иванович
  • Горбунов Александр Андреевич
  • Кривега Владимир Андреевич
SU895602A1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ 0
SU209935A1
0
  • Б. Н. Файнлейб Е. Ф. Смирнов
SU289215A1
Хлопкоуборочный аппарат 1973
  • Вахрамеев Александр Алексеевич
  • Бережной Владимир Григорьевич
  • Иркабаев Кахрамонджан
  • Пижонков Герман Федорович
SU471086A1
ФРИКЦИОННАЯ ДИСКОВАЯ МУФТА 0
SU308246A1

RU 2 146 580 C1

Авторы

Шестаков И.Я.

Бабкина Л.А.

Даты

2000-03-20Публикация

1998-06-22Подача