Электролит для электрохимического маркирования титановых сплавов Советский патент 1992 года по МПК B23H3/08 

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, в частности к электрохимическому маркированию титана и титановых сплавов, и может быть использовано в машиностроении при маркировании изделий из титановых сплавов.

Известен электролит для электрохимического маркирования деталей из титановых сплавов, представляющий собой водный раствор различных веществ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Этиловый спирт10-15

Хлористый натрий 0,2-0,4 Мочевина0,4-0,6

ВодаОстальное

Недостатком указанного электролита является его многокомпонентность, трудность корректировки в процессе эксплуатации, расплывчатость границ наносимых знаков и невысокая интенсивность окраски изображения вследствие присутствия в растворе активирующих хлорид-ионов.

Наиболее близким к предлагаемому является электролит для электрохимического маркирования титана и титановых сплавов, представляющий собой водный раствор двухромовокислого калия при следующем содержании компонентов, мас,%: Калий двухромовокислый 1-10 ВодаОстальное

Недостатком известного электролита является его достаточно высокая рассеивающая способность, недостаточная четкость границ наносимых знаков, малая интенсив- кость окраски изображения и высокая токсичность раствора бихромата калия.

Целью изобретения является повышение качества маркирования титановых сплавов за счет усиления интенсивности окраски изображения и повышения четкости границ наносимых знаков.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве электролита для электрохимического маркирования титана и его сплавов используется водный раствор неорганичесл

ч -ч

4 О

-К

ской соли, а в качестве неорганической соли взят фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фосфо-12-вольфрамат натрия 0,5-3

ВодаОстальное

Фосфо-12-вольфрамат натрия, являясь сильным окислителем, повышает за счет увеличения анодной поляризации степень локализации процесса анодного окисления титановых сплавов, что в свою очередь способствует получению четких границ наносимых знаков.

Увеличение анодной поляризации титана в растворах фосфо-12-вольфрамата натрия способствует также окислению титана до соединений, имеющих темно-коричневый цвет, что усиливает интенсивность (яркость и контрастность) окраски отпечатка при электрохимическом маркировании.

Но если раствор бихромата калия очень токсичен, то фосфо-12-вольфрамат натрия безвреден для организма человека.

Таким образом использование в качестве электролита для электрохимического маркирования титановых сплавов водного раствора фосфо-12-вольфрамата натрия обеспечивает по сравнению с раствором бихромата калия следующий эффект: во- первых, повышение (за счет увеличения анодной поляризации и степени локализации процесса окисления титановых сплавов) четкости границ наносимых знаков и интенсивности окраски изображения и, во- вторых, снижение токсичности электролита.

Сопоставительный анализ с выбранным нами прототипом позволяет сделать вывод, что вводимый в электролит фосфо-12-воль- фрамат натрия является новым компонентом и заявляемый состав электролита для электрохимического маркирования титановых сплавов отличается от известного использованием нового компонента, а именно фосфо-12-вольфрамата натрия.

Выше уже отмечалось, что фосфо-12- вольфрамат натрия повышает за счет увели- чения анодной поляризации степень локализации процесса анодного окисления титановых сплавов и соответственно четкость границ наносимых знаков. Увеличение анодной поляризации металлов и повышение за счет этого степени локализации процесса анодного растворения металлов при введении окислителей в электролит известно. Однако при электрохимическом маркировании титановых сплавов фосфо- 12-вольфрамат натрия проявляет новое свойство. Обладая высоким окислительно- восстановительным потенциалом, фосфо- 12-вольфрамат натрия смещает потенциал анода до значений, при которых титан окисляется до соединений, имеющих темно-коричневый цвет, что значительно усиливает интенсивность окраски наносимого изображения. Новое свойство фосфо-12-вольфрамата натрия проявляется во всем указанном в описании изобретения интервале концентраций.

Для экспериментальной проверки заявляемого электролита были приготовлены со0 ставы электролита по прототипу (примеры 1-3 таблицы) и составы по предлагаемому решению (примеры 4-9 таблицы).

Известный электролит готовили растворением 2,5;. 5 и 7,5 мас.% бихромата калия

5 в соответствующем количестве воды. Предлагаемый электролит готовили растворением 0,1; 0,5; 1; 2; 3; 4 мас.% фосфо-12-вольфрамата натрия в соответствующем количестве воды.

0 Составы обоих электролитов были опробованы при электрохимическом маркировании титановых сплавов ВТ1, ВТ-3-1, ВТ20. Маркирование производили на установке электрохимического маркирования ЭХМ-15 Б катодом-инструментом (клеймом), изготовленном из типографского шрифта высотой 3 мм с изоляцией нерабочих мест эпоксидной смолой.

Режимы маркирования:

0 Напряжение, В9-14

Температура электролита, °С 18-25 Межэлектродный зазор, мм 0,05-0,1 Время маркирования, с1-2

Как показали результаты испытаний,

5 приведенные в таблице, при использовании предлагаемого электролита с содержанием компонентов в заявленных пределах (примеры 5-8) позволило уменьшить величину неровностей контура наносимых знаков в

0 1,5 раза и получить более интенсивную окраску изображения по сравнению с извест- ным электролитом. На поверхности маркируемых деталей наблюдается образование четких знаков темно-коричневого

5 цвета, хорошо контрастирующих с цветом поверхности детали, стойких к истиранию при механическом воздействии.

Уменьшение концентрации фосфо-12- вольфрамата натрия ниже заявленных

0 пределов приводило к снижению интенсивности окраски наносимого изображения.

При увеличении концентрации фосфо- 12-вольфрамата натрия выше заявленных пределов приводит к увеличению величины

5 неровностей контура наносимых знаков.

Раствор фосфо-12-вольфрамата натрия в пределах 0,5-3 мас.% не токсичен и не представляет опасности для организма человека при обслуживании установок для электрохимического маркирования.

Таким образом, использование предлагаемого электролита позволяет повысить качество маркирования титановых сплавов за счет повышения четкости границ наносимых знаков и усиления окраски изображения, а также устранить токсикологическое действие электролита на организм человека. Электролит прост в приготовлении, не теряет своих свойств при хранении, характеризуется отсутствием коррозионного воздействия на титан и его сплавы, обеспечивает хорошее смачивание маркируемой поверхности и отсутствие пропусков отдельных элементов наносимого изображения.

Формула изобретения Электролит для электрохимического маркирования титановых сплавов на основе водного раствора неорганической соли, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества маркирования за счет усиления интенсивности окраски изображения и повышения четкости границ наносимых знаков, в качестве неорганической соли используют фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов. мас.%:

Фосфо-12-вольфрамат натрия 0,5-3 ВодаОстальное

Сущность изобретения: электролит на основе водного раствора неорганической соли, в качестве неорганической соли в котором используют фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов в растворе, мас.%: фосфо-12- вольфрамат натрия 0,5-3; вода остальное. 1 табл.