СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2007 года по МПК C25F3/04 

Изобретение относится к области химического травления алюминия и его сплавов и может быть использовано в машиностроении. Известен способ травления алюминиевых сплавов в растворе едкого натра (NaOH) концентрацией 300 г/л при давлении над зеркалом раствора 14 мм рт.ст. [А.с СССР. №391188, МКИ³ С23F 1/4. Способ химического фрезерования металлов. Опубл. 25.07.73. Бюл. №31]. Для осуществления способа необходимо вакуумное оборудование, что ограничивает его применение. Известен способ травления в водном растворе едкого натра 45-60% при температуре 70-80°С [Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. - Л.: Лениздат. 1975 - с.70.]. Способ не позволяет получить высокое качество поверхности травления, а высокая температура травящего раствора ухудшает условия труда обслуживающего персонала. Наиболее близким является способ травления алюминиевых сплавов в 15% водном растворе едкого натра при комнатной температуре [Панченко Е.В. и др. Лаборатория металлографии. М.: Металлургия, 1965, с.341]. Скорость травления (обработки) алюминия и его сплавов составляет 0,1 мм/час и менее. При этом шероховатость Ra обработанной поверхности равна (1,2-1,6) мм (установлено экспериментально).

Недостатком прототипа является низкая скорость травления.

Задача изобретения - повышение скорости обработки.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе травления алюминия и его сплавов в 15% водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С., согласно изобретению, процесс ведут с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм²

Сущность изобретения поясняется примером.

Травлению подвергались образцы из алюминия марки АД00, АД11, А6 и образцы из алюминиевых сплавов АК9, АК8М3, АМ4, АМЦ11, АМГ6, 1201. Образцы выполнены в виде пластин размером 70×70 мм, толщиной 4 мм. Площадь обрабатываемой поверхности - 25 см².

Перед травлением образцов поверхность подвергали предварительной обработке по известным технологиям: обезжиривали органическим растворителем типа Уайт-спирит путем протирки салфеткой из бязи; затем поверхность травили в водном растворе едкого натра (20-50 г/л) в течение 5-7 минут; после этого образцы промывали в теплой (T=40°C) и холодной воде; затем поверхность осветляли в водном растворе азотной кислоты (200 г/л) и вновь промывали в холодной и горячей воде.

После этого образцы обрабатывали предлагаемым способом. В качестве катода использовали медную пластину 70×70 мм с отверстиями. Между образцом (анодом) и медной пластинкой (катодом) образуется межэлектродный зазор, величину которого можно изменять от 1 мм до 5 мм. Плотность тока на аноде устанавливаем в диапазоне от 5 А/дм² до 200 А/дм². Электроды расположены горизонтально, причем анод ниже катода. Время травления не зависит от степени загрязнения обрабатываемой поверхности.

Экспериментально установлено, что при температуре раствора менее 20°С происходит снижение скорости травления. При температуре более 30°С наблюдается точечное растравливание обрабатываемой поверхности. Время травления - 15...20 мин. При межэлектродных зазорах менее 2 мм на обрабатываемой поверхности напротив отверстий в катоде образуются впадины. При зазоре более 4 мм возрастает величина напряжения, необходимая для получения заданной плотности тока. При плотности тока менее 20 А/дм² ухудшается шероховатость поверхности, если плотность тока более 100 А/дм², то на образцах формируется блестящая поверхность с макровыступами. Обработанные образцы промывали в теплой (40-50°С) и холодной воде.

В таблице приведены данные по шероховатости обработанной поверхности и скорости обработки, полученные при проведении травления по прототипу и предлагаемому способу для всех марок алюминия и алюминиевых сплавов, перечисленных выше, при межэлектродном зазоре 4 мм.

СпособКонцентрация NaOHТемператураПлотность электрич. токаСкорость обработкиШероховатость поверхностиПримечание %°СА/дм²мм/часRa, мкм  1520-0,051,2 Прототип1525-0,071,2  1530-0,11,2  152090,142,9  1520180,212,8 Предлагаемый1520200,252,3  1525260,322,2  1525360,382,1  1525440,422,0  1525530,451,9  1530800,481,8  15301000,541,7  15301100,611,5макровыступы      

Использование предлагаемого способа травления алюминия и его сплавов обеспечивает по сравнению с прототипом повышение скорости обработки при практически одинаковой шероховатости поверхности.

Изобретение относится к области химического травления алюминия и его сплавов и может быть использовано в машиностроении. Травление алюминия и его сплавов ведут в 15% водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С, с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм² для повышения скорости обработки. 1 табл.

Способ травления алюминия и его сплавов в 15%-ном водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С, отличающийся тем, что травление ведут с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм².