Раствор для химического фрезерованияиздЕлий из ТиТАНОВыХ СплАВОВ Советский патент 1981 года по МПК C23F1/04 

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении легких, но прочных конструкций из титановых сплавов с фазовым составом Л., и (, + /,

Известны растворы для химического фрезерования изделий из титановых сплавов, содержащие азотную и фтористоводородную кислоту 1.

. Широко применяется раствор при химическом фрезеровании изделий с большим съемом металла. Скорость травления 0,5-0,7 мм/час. При травлании на большую глубину наблюдается наводораживание изделий, что приводит к снижению прочности изделАй.температура раствора 15-30 С. В процессе химической реакции выделяется водород, играющий роль катализатора реакции. Этот водород скапливается на границе металлизоляция, что приводит к местному растраву изделий. Поэтому необходимо интенсивное перемешивание раствора. Механические мешалки не обеспечивают тщательного перемешивания раствора и удаления газообразных продуктов химической реакции и быстро выходят из строя из-за агрессивности среды. Перемешивание сжатым

воздухом невозможно по правилам техники безопасности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является раствор на основе плавиковой и азотной кислот с добавлением двухромовокислого натрия .Двухромово-. кислый натрий используется как деполяризатор (Н+ Н H) ионов воoдорода, но не снижает его количественного выделения. Одновременно он является пассиватором поверхности, поэтому поверхность получается светлая, чистая без шлама.

S

Однако cijopocTb травления в известном растворе велика (2,5 мм/час) поэтому использование раствора при химическом фрезеровании тонкостенных (тонколистовых) изделий невоз0можно. При съеме металла с толщины 1 мм до толщины 0,3-0,5 мм при большой скорости травления невозможно регулировать процесс и тем более получить.желаемый контур, так

5 как выделяющийся в процессе реакции водород играет роль катализатора реакции, скорость возрастает в 510 раз в местах скопления водорода. При количественном -уменьшении водорода скорость травления снижается

что создает возможность регулирования процесса.

Целью изобретения является снижние количества выделяющегося водорода и окислов азота ( газовыделений) при химическом фрезеровании тонкостенных изделий мз титановых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый раствор дополнительно содержит титан при следукяцем соотношении компонентов, г/л :

Фтористоводородная

к-ислота180-220

Азотная кислота 28-32 .Титан3-5

ВодаДо 1.

Температура IS-as C, скорость травления 0,7-0,8 мм/час.

Пример. Перед проведением испытаний готовился раствор, состоящий из сМеси фтористоводородной кислоты, азотной кислоты и титана в цеховых условиях. Фтористоводородную 1 кислоту с удельным весом 1,1-40%. (техническую) заливали в ванну, наполненную на 1/3 объема водопроводной водой из расчета 200 г/л, заливали азотную кислоту с удельным весом 1,4-60% и расчета 30 г/л, далее этот раствор доливсши водопроводной водой до требуемого уровня. В полученном растворе растворяли обрезь титанового листа , предварительно обезжиренного бензином из расчета 3 г/л чистого титана.

Образцы и сборки покрывались изоляционными покрытиями ХС-596 2 слоя и ХВ-533 с добавлением 1,52% клея 88-Н - 3 слоя. Покрытие после горячей сушки при 70 С в течение 60 мин подвергалось разметке и вырезке по контуру травления путем подрезки ножом и отслаиванием. Затем изоляционное покрытие подвергалось проверке на сложность прибором ЛКД-1.

После подготорки сборки и образцов к химическому фрезерованию производилось их размерное травление с толщины 6,95-1,05 мм до толщины 0,35-0,4 мм.

Такие, испытания проводились и в растворах следующего состава, г/л: HF 200J HNOj 30; Ti 4; HP 200; НЫОэ ЗО; Ti 5.

испытанию в каждом из трех растворов прдвергались по 10 образцов из сплавов ВТ-3-1 и по 10 сборок (титановых) из сплава 01-4.

При испыт.аниях в растворе с добалением титана 3 г/л на сборках из 200 ячеек каждой сборки (10 шт), на одной из сборок в 3 ячейках были обнаружены сквозные протравы в местах утонения исходного металла (0,95), на образцах протравов нет.

При испытаниях раствора с добавлением титана 4 г/л, 5 г/л протраво не наблюдалось. Интенсивность химической реакции при визуальном наблюдении уменьшалась с увеличением содержания Ti в растворе.

Результаты испытаний приведены в таблице.

23

15

20 18

15 15

Раствор подлежит корректировке по данным химического анализа, а при содержании титана 5 г/л - частичной или полной замене. Удаление газообразных продуктов реакции достигается перемещением детали в ванне.

получения, оптимального состава раствора были составлены 3 смеси ингредиентов, содержащие каждая HF - 200 г/л, HNO, - 30 г/л, добавки титана в виде обрези металла из

Наличие сквозных протравов на границе металлизоляция на 0,15% ячеек изделий.

Сквозных протравов нет. Сквозных протравов нет.

сплава ОТ-4 в пересчете на металл 3 г/л, 4 г/л, 5 г/л. Рствор готовится простым смешиванием компонентов. Перемешивание раствора исключается. Удаление газообразных продуктов достигается перемещением изделия в ванне.

Как видно ии таблицы, при введении титана в раствор скорсэсти травления изменяются незначительно, а

качество полученных изделий резко

улучшается - это говорит о том, что снизилось количество разовыделений, и тем самым подавляется каталитическое действие водорода, как ускорителя реакций.Оптимальная добавка титана находится в пределах 3-5 г/л.

Применение данного раствора позволяет устранить сквозные протравы что снижает потери от брака на 15-20% изделий, повышает качество и надежность работы изделий, а такж расширить интервал температур при ведении процесса на 5 С. Технологи химического фрезерования тонкостенных изделий из титановых сплавов не меняется по сравнению с фрезерованием тонкостенных деталей, лишь исключается перемешивание раствора. Удаление газообразных продуктов достигается перемещением детали в ванне. Указанный раствор может быть использован при изготовлении любых легких, но прочных конструкций тонкостенных изделий из титановых сплавов -.в МсШ1иностроении.

Применение данного раствора позволяет устранить сквозные протравы что снижает потери от брака на 1520% изделий, повышает качество и надех нос ь работы изделий, а также

расширить интервал температур при ведении процессана 5 С.

Формула изобретения

Раствор для химического фрезерования изделий из титановых сплавов, содержащий фтористоводородную и азотную кислоты, отличающийся тем, что, с целью снижения выделения водорода и газообраз0ных продуктов реакции, например, окислов азота, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, г/л :

Фтористоводородная,

18,0-220 кислота 28-32

Азотная кислота

3-5 Титан

Вода -До 1 .

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1.

Руководящий материал министерства, РМО 1464-64, 1966, с.40.

2.Авторское свидетельство СССР № 403786, кл. С 23 F.1/00, 1971.