Электролит для размерной электрохимической обработки титана и сплавов на его основе

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Институт электрохимии АН СССР (53) 621.9,048(088.8)(56) 1. Давыдов А,Д. Анодная активация титана при ЭХРО. - В сб. Элек" трофизические и электрохимические методы обработкиф, М., 1972, с. 13- 16 (прототип)ЗМЕРНОЙ И ТИТАНА ключающий и ч а юю повытельности о содерпри следу- в, мас,Ъ:(54)(57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ РАЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ, вхлорнакислый натрий, о т лщ и й с я тем, что, с цельния точности и производиработки, он дополнительнжит азотистокислый натрийющем содержании компонентоХлорнокислыйнатрий 1,АзотистокислыйнатрийВода ОБель изобретения - повышениеточности размерной электрохимической обработки иэделий иэ титана исплавов на его основе при одновременном сохранении высокой производительности.Поставленная цель достигается тем,что ЭХО ведут в электролитеводномрастворе смеси солей, мас.В: хлорнокислый натрий 1,5-3 и азотистокислый натрий 4-15.Добавка азотистокислого натрияобеспечивает высокую точность копирования Формы и размеров катода - 45инструмента, а хлорнокислый натрийвысокую скорость анодного растворения титана. Кроме того, азотистокислый натрий, оказывая пассивирующеедействие, снижает выход металлапо току при низких плотностях тока,обуславливает очень малую скоростьанодного растворения боковых поверхностей обрабатываемого изделия итем самым повышенную точность ЭХОизделий из титана и сплавов на егооснове,Концентрация всех компонентовэлектролита выбрана исходя иэ соображений обеспечения достаточно высокой производительности процессапри высоких плотностях тока в сочетании с минимальной производительностью при низких плотностях тока.С уменьшением концентрации хлорнокислого натрия ниже 1,5 мас.З ско 50 Изобретение относится к электроФиэическим и электрохимическим методам обработки материалов, а именно к электролитам для размерной электрохимической обработки металлов ,иэделий из титана и сплавов на его основе.Известен электролит для размерной электрохимической обработки (ЭХО) титана - водный 243-ный раствор хлор,нокислого натрия согласно которому 10 титан обрабатывают со скоростью в 1,8-2,0 раза большей, чем в электролитах ионного состава, например в водном растворе 10 хлорида натрия при тех же энергозатратах, что объясняется переходом атомов титана в ионное состояние в низшей валентности 111.Недостатком известного состава электролита является невысокая точность электрохимического Формообра 20 зования,обусловленная независимостью выхода металла по току от плотности тока. Из-за этого не соблюдается одно из условий, необходимых для обеспечения высокой точности обработки, - преимущественное анодное растворение участков изделий, рас-, положенных в наибольшей близости к поверхности катода-инструмента, т.е. при наибольшей рабочей плотности 30 токарость анодного растворения титана уменьшается при неизменном содержании в растворе азотистокислого натрия, Увеличение концентрации азотистокислого натрия более 15 мас.Ъ не приводит к дальнейшему снижению скорости обработки при низких плотностях тока. Уменьшение концентрации аэотистокислого натрия ниже 4 мас.В увеличивает скорость анодного процесса при низких плотностях тока при содержании в растворе хлорнокислого натрия неизменным в указанных пределах. Увеличение концентрации натрия хлорнокислого выше 3 мас.% 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 аэотистокислого натрия,не склонных к загоранию и,следовательно, преграждающих распространение огня.П р и м е р 1. В 500 мл водопроводной воды растворяют 20 г хлорно- кислого натрия и 50 г азотистокислого натрия, а затем доводят объем раствора до 1 л. В приготовленном таким образом электролите на лабораторной установке проводят, злектрохи мическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ-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 поверх2ность с Н = 0,38 мкм, причем скорость съема 0,27 мм/мин.После обработки с плотностью тока 1 А/см получают поверхность с й -- 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 с В ц -= 2,6 мкм, скорость съема при 10 А/см составляет 0,14 мм/мин, а при 1 А/мм - 0,01 Ш мм/мин.П р и м е р 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 цйлиндрических образцов из сплава ВТ1096068 Составитель В.КащеевРедактор Л.Пчелинская Техред М,Надь Корректор Ю.МакаренкоЗаказ 3709/8 Тираж 1037 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Ч ФВФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 14 площадью 2 см при 22 С при давлении элекТролита на входе в ячейку 8 атм и межэлектродном расстоянии 0,2 мм с различной плотностью тока.После обработки с плотностью тока 20 А/смф получают блестящую поверхность с й = 0,48 мкм, причем скорость съема составляет 0,53 мм/мин. После обработки с плотностью тока 1 А/см получают поверхность с В = 0,9 мкм, а скорость съема сос тавляет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в электролите - водном растворе 15 хлористого натрия получают серую поверхность образцов с Вц= 1, 2 мкм. 5 Скорость съема при 20 А/см составляет О, 27 мм/мин, а при 1 А/см 0,014 мм/мин.П р и м е р 3. В 500 мл водопроводной воды растворяют 15 г хлорнокислого натрия и 150 г азотистокислого натрия, а затем доводят объем раствор ра до 1 л. В этом электролите проводят электрохимическую обработку образцов из сплава ВТпри условиях, аналогичных примерам 1 и 2 е различной плотностью тока. ПОсле обработки с плотностью тока 60 А/см получают матовую поверхуность образцов с Н = О, 5 мкм, причем скорость съема составляет 1,55 мм/мин. После обработки с плотностью токаг11 А/см получают матовую поверхностьс й -- 0,8 мкм, а скорость съемасоставляет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых условиях в водном растворе хлористого натрия 15) получают серую поверхность образцов с й= 0,8 мкм, а скорость съема составляет 1,0 мкм/мин при 60 А/см и 0,014 мм/мин при 1 А/см Как видно из приведенных примеров 1применение 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.