Электролит для электрохимической обработки металлов Советский патент 1975 года по МПК B23P1/16 

1

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов в протоке электролита и может быть применено во всех областях машиностроения.

Известны электролиты для размерной электрохимической обработки металлов, состоящие из водных растворов кислот, солей или щелочей, которые обеспечивают обработку различных металлов и сплавов на аноде с определенными технологическими характеристиками (скорость растворения, шероховатость, точность, избирательность процесса). При этом продуктом катодной реакции при прохождении тока всегда является газообразный водород, образующийся в результате электролиза воды.

Однако наличие газа в электролите затрудняет стабилизацию электропроводности раствора в зоне обработки по трассе изделия и формирование равномерного электрического поля, необходимого для точной РЭХО, а также увеличивает энергоемкость процесса за счет повыщенного сопротивления газожидкостной смеси в межэлектродном зазоре.

Предлагаемый электролит отличается от известных тем, что в его состав введен азотнокислый натрий, и компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Азотнокислый натрий15,0-20

Хлористый аммоний20,0-25

ВодаОстальное.

Это позволяет выполнять процесс без выделения газообразного водорода на катоде-инструменте, что повышает точность обработки. В определенных условиях электрохимической обработки азотнокислые соли (нитратион) восстанавливаются на катоде до аммиака, который легко растворяется в электролите (растворимость ЫНз составляет 700 объемов в 1 объеме воды), исключая, таким образом, выделение газообразных продуктов катодной реакции.

Решающим фактором, определяющим ход катодного процесса, является величина водородного показателя (рН) околокатодного слоя электролита. При значении рН 7-10 на катоде происходит восстановление NOs до NHs, а при рН 10-13 выделяется газообразный водород за счет электролиза воды.

Непосредственные измерения рН околокатодного слоя электролита в процессе РЭХО показывают, что для растворов хлоридов, нитратов или сульфатов оно находится в пределах 12-13 (независимо от рН основной массы электролита), что обуславливает на катоде преимущественное выделение газообразного водорода.

Для стабилизации рН околокатодного слоя электролита в пределах 7-10 в раствор азотнокислого натрия введен хлористый аммоний. Благодаря химическому взаимодействию концентрированной щелочи околокатодного электролита с аммонием (реакция вытеснения аммония из его соединений щелочью), происходит автоматическая стабилизация рН околокатодного электролита в пределах 8-10, что является необходимым условием для восстановления нитрат-иона.

Для выполнения процесса обработки без выделения газообразного водорода также установлены допустимые отклонения концентраций компонентов, входящих в электролит.

При соблюдении указанных условий электрохимической обработки выделения газообразного водорода на инструменте или кислорода на обрабатываемой детали не происходит.

Предлагаемый электролит для электрохимической обработки позволяет повысить точность обработки за счет создапия равномерного электрического поля в межэлектродном промежутке (отсутствие газонаполнения стабилизирует электропроводность раствора); выравнивания потока электролита; улучшения условий стабилизации температуры электролита.

Предлагаемый электролит, обладая всеми положительными качествами, присущими наиболее распространенному для ЭХО раствору хлористого натрия (высокая производительность и электропроводность, универсальность применения), имеет перед ним преимущества, заключающиеся в отсутствии газовыделения на электродах и невысоким, стабилизированным значением водородного показателя.

Пример апробирования электролита. При обработке стали 2X13 в электролите указанного состава при плотности тока 0,5-0,6 а/см и скорости протока 0,05-0,07 м/сек выделения газа на катоде и аноде не наблюдается, чистота обрабатываемой поверхности соответствует У 5.

Повыщение скорости протока до 5 м/сек обеспечивает электрохимическую обработку без выделения газа при плотности тока до 12 а/см2.

Предмет изобретения

Электролит для электрохимической обработки металлов на основе раствора хлористого аммония, отличающийся тем, что, с целью ликвидации газообразования на катодеинструменте, в его состав введен азотнокислый натрий, и компоненты взяты в следующем соотношении, вес. % :

Азотнокислый натрий15,0-20

Хлористый аммоний20,0-25

ВодаОстальное.