ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ИМПУЛЬСНОМ УНИПОЛЯРНОМ ТОКЕ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2013 года по МПК B23H3/08 C25F3/08 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, для электрохимической обработки (ЭХО) металлокерамических твердых сплавов с применением импульсного униполярного тока.

Известен электролит (авторское свидетельство СССР N 833424, кл. В23Р 1/16, опубл. 1981) для размерной электрохимической обработки твердых сплавов с большим процентным содержанием кобальта сплава ВК20, который содержит следующие компоненты, масс.%:

аммоний азотнокислый - 5-10

натрий углекислый -0,8-1,2

калий двухромовокислый - 0,25-0,35

вода - остальное.

Недостатком данного электролита является невысокая скорость обработки, невысокое качество обработанной поверхности, высокая токсичность электролита за счет присутствия в электролите высокотоксичного бихромата калия, относящегося к 1 классу опасности по воздействию на организм человека, а также узкая номенклатура обрабатываемых материалов.

Известен электролит (авторское свидетельство СССР N 908563, кл. В23Р 1/16, опубл. 1982) для электрохимической размерной обработки спеченных твердых сплавов типа ВК (вольфрам - кобальт) при следующих соотношениях компонентов, вес.%:

гидроокись натрия (калия) 5-15 азотнокислый натрий (калий) 5-20 муравьинокислый натрий (калий) 0,5-8

Недостатком данного электролита является недостаточное высокое качество обработанной поверхности, высокое содержание в электролите гидроокиси натрия.

Наиболее близким по технической сущности и качеству обрабатываемой поверхности при ЭХО металлокерамических твердых сплавов является электролит (авторское свидетельство СССР N 319432, кл. В23Р 1/16, опубл. 1972) следующего состава, г/л:

натрий азотнокислый - 50-200

гидроокись натрия - 50-150

натрий щавелевокислый - 5-90

вода - остальное,

который был выбран нами в качестве прототипа.

Применение электролита указанного состава позволяет проводить электрохимическую обработку металлокерамических изделий с достаточно высокой производительностью обработки. Однако применение данного электролита не обеспечивает нужного качества обработанной поверхности и соблюдение экологической безопасности в связи с высоким содержанием щелочи в электролите и содержания токсичного для человека щавелевокислого натрия, а также не обеспечивает достаточную номенклатуру обрабатываемых материалов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение номенклатуры обрабатываемых материалов благодаря возможности обработки сплавов титанотанталовольфрамовой группы за счет введения в состав электролита калия бромистого.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение содержания щелочи в электролите, обеспечение низкой шероховатости поверхности после ЭХО за счет введения в состав электролита калия бромистого.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что электролит для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов на основе натрия азотнокислого и гидроокиси натрия, согласно изобретению, содержит калий бромистый, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

натрий азотнокислый 8-15 гидроокись натрия 0,5-2 калий бромистый 0,5-2 вода остальное

Для проверки эффективности предлагаемого электролита были проведены экспериментальные исследования по электрохимической обработке на электрохимическом копировально-прошивочном станке ЕТ500 при различных концентрациях компонентов в электролите металлокерамических твердых сплавов из трех существующих групп: вольфрамовой ВК 8, AG-25 (аналог российского ВК25), титановольфрамовой - Т5К10 и титанотанталовольфрамовой - ТТ20К9. В процессе обработки снимались параметры обработки, определялся коэффициент локализации электролита, а, следовательно, точность обработки. Проводилось измерение шероховатости поверхности на профилографе TaylorHobson 120.

Процесс обработки проводился при следующих параметрах:

напряжение - 12,5 В

величина межэлектродного зазора, мм - 0,1-0,02

температура электролита, °С - 20-25.

С целью изучения влияния отдельных компонентов электролита на производительность электрохимической обработки, качество обрабатываемой поверхности проводилась электрохимическая обработка при различных концентрациях компонентов в электролите. Приготовление предлагаемого электролита осуществлялось предварительным растворением компонентов в воде.

Пример 1.

Проводилась обработка сплава ВК8 в электролите, масс.%:

натрий азотнокислый - 8

натрия гидроокись - 0,5

калий бромистый - 0,5

вода - остальное.

При этом достигается скорость подачи ЭИ 0,1 мм/мин, шероховатость поверхности Ra-0,24 мкм.

Как видно из примера 1, процесс электрохимической обработки сплава вольфрамовой группы с высоким содержанием кобальта протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности.

Пример 2.

Проводилась обработка сплава титановольфрамовой группы - Т5К10 в электролите, масс.%:

натрий азотнокислый - 8

натрия гидроокись - 0,5

калий бромистый - 0,5

вода - остальное

Скорость подачи ЭИ составила 0,06 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,33 мкм.

Как видно из примера 2, процесс электрохимической обработки протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности сплава из титановольфрамовой группы.

Пример 3.

Проводилась обработка сплава титанотанталовольфрамовой группы - ТТ20К9 в электролите, масс.%:

натрий азотнокислый - 8

натрия гидроокись - 0,5

калий бромистый - 0,5

вода - остальное.

При этом скорость подачи ЭИ составила 0,05 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,30 мкм.

Как видно из примера 3, процесс электрохимической обработки протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности сплава титанотанталовольфрамовой группы.

Пример 4.

Проводилась обработка сплава AG25 в электролите состава, масс.%:

натрий азотнокислый - 12

натрия гидроокись -1,5

калий бромистый - 2

вода - остальное

при напряжении источника питания - 12,5 В. При этом скорость подачи ЭИ составила 0,095 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,57 мкм.

Как видно из примера 4, процесс электрохимической обработки сплава вольфрамовой группы с высоким содержанием кобальта протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности.

Итак, заявляемое изобретение позволяет уменьшить содержание щелочи в электролите, без ухудшения качества обработанной поверхности, расширить номенклатуру обрабатываемых материалов благодаря возможности обработки сплавов титанотанталовольфрамовой группы за счет введения в состав электролита калия бромистого.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов с применением импульсного униполярного тока. Электролит для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов содержит следующие компоненты, мас.%: 8-15 натрия азотнокислого, 0,5-2 гидроокиси натрия, 0,5-2 калия бромистого и вода - остальное. Изобретение позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых материалов благодаря возможности обработки сплавов титанотанталовольфрамовой группы и обеспечивает низкую шероховатость поверхности после электрохимической обработки при уменьшении содержания щелочи в электролите. 4 пр.

Электролит для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов, содержащий натрий азотнокислый и гидроокись натрия, отличающийся тем, что в него введен калий бромистый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
натрий азотнокислый 8-15 гидроокись натрия 0,5-2 калий бромистый 0,5-2 вода остальное