Способ размерной электрохимической обработки вольфрама и сплавов на его основе Советский патент 1983 года по МПК B23P1/16 

Изобретение относится к электрофи зическим и электрохимическим методам обработки металлов, в частности к электрохимическому формообразованию изделий из твердых сплавов типа ВК на основе карбида вольфрама на кобальтовой связке, и может быть использовано в машиностроении и инстру ментальном производстве. Большинство способов электрохимического формообразования изделий из твердых сплавов типа ВК основаны наприменении щелочных электролитов, как правило многокомпонентных,причем щелочная Составляющая такого электро лита служит для растворения карбидной фазы твердого сплава, а- присутствие соли обуславливает растворение кобальтовой связки сплава. Подобные электролиты, однако, весьма агрессив ны и создают трудности при осуществлении процесса обработки на практике - требуют применения герметичных рабочих камер, дорогостоящих щелочёстойких насосов и пр. Известен способ и электролит для электрохимической размерной обработк изделий из карбидвольфрамовых сдлавов-на кобальтовой связке в водном растворе смеси - хлорида натрия, фторида натрия и перекиси водорода l Однако известный электролит имеет многокомпонентный состав, вследствии чего весьма затруднено поддержание во времени оптимального состава в процессе осуществления электрохимической обработки твердаах сплавов. Цель изобретения - повышение производительности процесса анодного растворения при размерной электрохимической обработке вольфрама и спл вов на его основе постоянным током , повышенного напряжения в электролите состоящем из водного раствора соли гапогенид-ионов. . Поставленная цель достигается тем, что процесс ведут при напряжеНИИ на электродах, достаточном для пробоя .пассивирующей пленки, причем для повышения производительности процесса путем выделения в межэлектродном промежутке свободного галоген поверхности обрабатываемого материала задают потенциал больше потенциала окисления галоген-ионов. Для этого процесс ведУт при значениях напряженийj не вызывающих возникновения электродной проводимости в системе, что обусловило бы возникновение искрения и электрической эрозии электрода инструмента, но превышающем потенциал выделения окисления )свободного галогена. . При этом оптимальные значения указанных напряжений устанавливают в зависимости от пары металл-электроли температуры, электропроводности и скорости протока электролита, а такж от величины межэлектродного расстояния,i Испытания предлагаемого технического решения проводились на электрохимической ячейке, позводяющей варьировать величину межэлектродного расстояния, температуру и скорость протока электролита. П,р и м е р 1. Проводят электрохимическую обработку врльфрама в водном растворе хлористого натрия концентрацией 100 г/л, При температуре 20,°С, межэлектродном расстоянии 0,3 мм. Потенциал выделения хлора в этих условиях 10,0 В достигается при напряжении на электродах ячейки 18,0 В. Устойчивый процесс растворения наблюдается при напряжении 50150 В, температуре электролита 2060 0, скорости протока электролита 5-100 м/с, величине межэлектродного расстояния 0,1-1,0 мм. Оптимальная производительность, равная 0,29 г/мин при шероховатости поверхности 1,3 мкм, достигается при напряжении 60 В. Пример 2. Проводят электрохимическую обработку спеченного твердого сплава ВК-8 в водном растворе хлористого натрия концентрацией 150 г/л, температуре электролита 20-60°С, межэлектродном расстоянии 0,2 мм. Потенциал выполнения хлора 8,0 В достигается при напряжениях между электродами ячейки 17,0 В,Устойчивый процесс растворения наблюдается при напряжениях 45-150 В, скорости протока электролита 5-100 м/с, величине межэлектродного расстояния О,11,0 мм. Оптимальная производительность, равная 0,287 г/мин при шероховатости поверхности 0,89 мкм, достигается при напряжении 105 В. Пример 3. Проводят электрохимическую обработку вольфрама в водном растворе йодистого калия концентрацией 300 г/л при 20°С, межэлектродном расстоянии 0,3 мм, скорости протока электролиза 20-100 м/с. Потенциал выделения свободного иода 13,0 В .достигается при напряжении между электродами 21 В. УСТОЙЧИВЫЙ процесс раст-- горения наблюдается при напряжении между электродами 50-150 В, температуре электролита 20-60°С, величине межэлектродного расстояния 0,1-1,0 мм. Оптимальная производительность, равная 0,22 г/мин при шероховатости поверхности 1,97 мкм, достигается при напряжении 98,0 В. Пример 4. Проводят электрохимическую обработку твердого сплава ВК-8 в водном растворе -бромистого калия концентрацией 150 г/л, температуре электролита 20-60 С, скорости протока электролита 10-90 м/с. Межэлектродном расстоянии 0,3 мм. Потенциал выделения свободного брома 15,0 В достигается при напряжении 47 В. Устойчивый процесс растворени наблюдается при 60-150 В. Оптимальная производительность, равцая 0,240 г/мин, достигается при напряж НИИ между электродают 110 В. Шерох9 ватость обработанной поверхности 1,5 мим.-: Примерз. Проводят электрохимическую обработку вольфрама в растйоре фтористого калия концентрацией 100 г/л при 20-бО с, межэлек родном расстоянии 0,3 мм, скорости протока электролита 10-90 м/с, при напряжении на электродах в интервале 13-150 В. Потенциал выделения свободного фтора 7,0 В достигается при напряжении 13,0 В. Оптимальная производительность, равная 0,3 г/ми при шероховатости поверхности 1,0 мкм, достигается при напряжении 90,0 В. В известных электролитах скорость съема материала при напряжении 1012 В ( обычно применяемом для электрохимической обработки конструкционных материалов .- сталей и пр. J) в 100 и более раз меньше, чем в условиях предлагаемого способа. Однокомпонентный электролит удобен в эксплуатации тем, что его проче корректировать и он пригоден для обработки целой группы сплавов разного состава. Предлагаемый способ обработки может быть использовано на серийно выпускаемом оборудовании при соответствующей модернизации источника тока, обеспечивая производительность,не Iуступающую достигнутой для других материалов, при хорошем (8-9 классе чистоты поверхности.

1. СПОСОБ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТР07. ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛЬФРАМА И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ в водиьах растворах ; нейтральных солей, содержащих, гало- генид-ионы, при котором процесс при напряжении на электродах, доста- . ТОЧНОК1 для пробоя пассивирующей пленки, о .т л и ч а ю щ и и с я тем, что,с целью повышения производительности процесса путем выделения в межэлектроднбм промежутке свободного галогена, поверхности обрабатываемого материала задают потенциал больше потенциала окисления галоген-ионов. 2. Способ по п.1 о т л и ч а ю - . ад и И с я тем, .что обработку осуществляют в 10-20%-ном растворе хлорис- о того натрия при величине межэлектродного расстояния 0,3 мм, скорости протока электролита 5-100 м/с при напряжении на электродах в интервале 18-150 В.. 3.Способ по П.1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что обработку осуществляют в 5-30%-ном растврре йодистого натрия при величине межэлектродного расстояния 0,3 мм, скорости протока электролита 20-100 м/с, при на: пряжении на электродб1х в интервале 21-150 В. 4.Способ по П.1, о т л и ч а ю п.. щ и и с я тем,чт6 обработку осуществляют в 5-20%-ном растворе- бромистого калия при величине межэлектродного расстояния 0,3 мм, скорости протока . § электролита 10-90 м/с, при н апряжении на электродах в интервале 47- ГЛ 150 В.У 5i Способ по П.1, о тли ч а ю - i щ и и с я тем, что обработку осущеп ствляют в 4-10,%-ном растворе фторис- S .того кадкя при величине межэлектродного расстояния 0,2 мм,скороGTH протока электролита 10-90 м/с, при напряжении на электродах в интервале 13150 В. сх СХ) оэ со