Электролит для размерной электрохимической обработки титана и сплавов на его основе Советский патент 1984 года по МПК B23P1/16 

со о: о о

00 Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим мето дам обработки материалов, а именно к электролитам для размерной электрохимической обработки металлов .изделий из титана и сплавов на его основе. Известен электролит для размерно электрохимической обработки (ЭХО) титана - водный 24%-ный раствор хло .нокислого натрия согласно которому титан обрабатывают со скоростью в 1,8-2,0 раза большей, чем в электролитах ионного состава, например в водном растворе 10% хлорида натр при тех же энергозатратах, что объясняется переходом атомов титана в ионное состояние в низшей валентности 1 . Недостатком известного состава электролита является невысокая точность электрохимического формообразования, обусловленная независимость выхода металла по току от плотности тока. Из-за этого не соблюдается |0дно из условий, необходимых для рбеспечения высокой точности обработки, - преимущественное анодное растворение участков изделий, расположенных в наибольшей близости к поверхности катода-инструмента, т. при наибольшей рабочей плотности тока. Цель изобретения - повыгяение точности размерной электрохимической обработки изделий из титана и сплавов на его основе при одновременном сохранении высокой производ тельности. Поставленная цель достигается т что ЭХО ведут в электролитеводном растворе сЫеси солей, Mac.S: хлорнокислый натрий 1,5-3 и азотистокислый натрий 4-15. Логбанка азотистокислого натрия обеспечивает высокую точность копи рования формы и размеров катода инструмента, а хлорнокислый натрий высокую скорость анодного растворе ния титана. Кроме того, азотистоки лнй натрий, оказьшая пассивирующее действие, снижает выход металла по току при низких плотностях тока обуславливает очень малую скорость анодного растворения боковых повер ностей обрабатываемого изделия и тем самым повышенную точность ЭХО изделий из титана и сплавов на его основе. Концентрация всех компонентов электролита выбрана исходя из соображений обеспечения достаточно высокой производительности процесса при высоких плотностях тока в сочет нии с минимальной производительносtbro при низких плотностях тока, С уменьшением концентрации клорнокислого натрия ниже 1,5 мас.% ско рость анодного растворения титана уменьшается при неизменном содержа-НИИ в растворе азотистокислого натрия. Увеличение концентрации азотистокислого натрия более 15 мас.% не приводит к дальнейшему снижению скорости обработки при низких плотностях тока. Уменьшение концентрации азотистокислого натрия ниже 4 мас.% увеличивает скорость анодного процесса при низких плотностях тока при содержании в растворе хлорнокислого натрия неизменным в указанных пределах. Увеличение концентрации натрия хлорнокислого выше 3 мае.% не приводит к существенному увеличению скорости анодного растворения титана при неизменном содержании в электролите азотистокислого натрия, однако увеличивает пожаро- и взрывоопасность при использовании предлагаемого электролита в производственных условиях, в то время как предполагается, что при попадании капель предлагаемого электролита на загораемые поверхности и высыханли его, кристал-, лы натрия хлорнокислого разделяются слоями кристаллов азотистокислого натрия, не склонных к загоранию и,следовательно, преграждающих распространение огня. Пример 1. в 500 мл водопроводной воды растворяют 20 г хлорнокислого натрия и 50 г азотистокислого натрия, а затем доводят объем , раствора до 1 л. В приготовленном таким образом электролите на лабораторной установке проводят, электрохит мическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ-3-1 площадью 2 см при 22 с и давлении электролита на входе в ячейку 8 атм и межэлектродном расстоянии 0,2 мм различной плотностью тока. После обработки с плотностью тока 10 А/см получают блестящую поверх- ность с R|a 0,38 мкм, причем скорость съема 0,27 мм/мин. После обработки с плотностью тока 1 А/см- получают поверхность с Ry 0,8 мкм, скорость съема составляет 0,004 мм/мин (0,004 мм/мин). При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в электролите водном растворе 15% хлористого натрия получают серую поверхность образцов а RP 2,6 мкм, скорость съема при 10 А/см составляет 0,14 мм/мин, а при 1 А/мм - 0,014 мм/мин. Пример 2. В 500 мл воДопроводной воды растворяют 30 г хлорнокислого натрия и 100 г азотистокислого натрия, а затем доводят объем раствора до 1 л. В этом электролите проводят электрохимическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ14 площадью 2 см при при давлении элек ролита на входе в ячейку 8 атм и межэлектродном расстоянии 0,2 мм с различной плотностью тока. После обработки с плотностью тока 20 А/см получают блестящую поверхность с RC( 0,48 мкм, причем скорость съема составляет 0,53 мм/мин. После обработки с плотностью тока 1 А/см получают поверхность с RJ, 0,9 мкм, а скорость съема соетавляет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в электролите - водном растворе 15% хлористого натрия получают серую поверхность образцов с R 1,2 мкм. Скорость съема при 20 А/см составляет 0,27 мм/мин, а при 1 А/см 0,014 мм/мин. Пример 3. В 500 мл водопроводной воды растворяют 15 г хлорноки лого натрия и 150 г азотистокислого натрия, .а затем доводят объем раство ра до 1л. В этом электролите проводят электрохимическую обработку образцов из сплава ВТ-5 при условиях, аналогичных примерам 1 и 2 е различной плотностью тока. после обработки с плотностью тока 60 А/см получают матовую поверхность образцов с R 0,5 мкм/ причем скорость съема составляет 1,55 мм/мин. После обработки с плотностью тока А/см получают матовую поверхность с (ц - OfS мкм, а скорость съема составляет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в водном растворе хлористого натрия (15%) получают серую поверхность образцов с Rji 0,8 мкм, а скорость съема составляет 1,0 мкм/мин при 60 и 0,014 мм/мин при 1 Как видно из приведенных примеров, применение предлагаемого электролита при ЭХО титановых сплавов позволяет повысить производительность обработки в 1,5-1,9 раза по сравнению с ЭХО в растворе хлористого натрия и улучшить локализацию анодного процесса, а также повысить точность обработки.

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНА И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, включающий хлорнокислый натрий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, он дополнительно содержит азотистокислый натрий при следующем содержании компонентов, мас.%: Хлорнокислый натрий1,5-3 Азотистокислый натрий4-15 ВодаОстальное