Элетролит для электрохимической размерной обработки сплавов вольфрама с медью

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Савз Соеетепих Социалистических Реаиубпни) Приоритет- Опубликовано 050379 БвллетеиьГосударственный иомит СССР но делам изобретений и открытий) УДК 621,9 .047(088,8 Дата кования описания 080 3 2) Авторыб етени А.Д. Давыдов,Камкин и В,Д, Каше Заявител,Институт трохимии ЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РА 311 ЕРНО ОБРАБОТКИ СПЛАВОВ ВОЛЬФРАМА С МЕДЬЮхиавовиемссы) Изобретение относится к областиэлектрохимической обработки изделий,в частности к размерной электрохимической обработке изделий, изготовленных из сплава вольфрам-медь с высоким содержанием вольфрама.Известно, что в нейтральных икислых средах вольфрам при анодной поляризации находится в пассивном состоянии из-эа наличия на поверхностипрочной окисной пленки, т.е. практически не растворяется 1)ВольФрамово-медные сплавы с высоким содержанием вольфрама (70)растворяются в водных растворах солей и кислот с большими скоростяьбт,чем чистый вольфрам, но все же соскоростями, неприемлемыми для проведения электрохимической размерной обработки,М.Известен электролит, основой которого является щелочная группа металлов, а в качестве комплексообразующей и выравнивающей добавок - взяты тиомочевина и трилон В,25Однако попытка применить для элект. -рохимической обработки сплава вольфрам-медь раствор чистой 5-ной щелочи показала, что при плотности анодного тока в 10 А/см из-эа выделив- ЗО2 шейся контактно на поверхности образца меди начиналось выделение газообразного кислорода, так что практически весь ток шел на этот процесс.По этой же причине не удается проводить электрохимическую обработкуэтого сплава в простых смесях щелочии соли, например в растворе из 5 ной гидроокиси натрия и 5-ного нитрата натрия. Получаемая при этомповерхность весьма неровная и покрыта черным налетом продуктов растворения сплава.Таким образом, в электролитах,подвергавшихся проверке, не удалосьполучить высокую скорость анодногорастворения сплава вольфрам-медь судовлетворительным качеством поверхностиЦелью данного изобретения являет"ся создание такого состава электролита, который обеспечивал бы высокопроизводительный процесс электромической размерной обработки сплвольфрам-медь с высоким содержанвольфрама при хорошем (6-7-й клакачестве поверхности,Главным отличительным признакомданного предложения является то, чтов качестве основы взят водный раствогидроокиси натрия или гидроокиси калия достаточно высокой концентрации (до 10), причем компоненты взяты в следующем соотношении (вес.): гидро- окись натрия или калия 3-10, тиомочевина 3-10, трилон В 3-8Данный отличительный признак поз 5 валяет повысить производительность процесса обработки и качество обрабатываемой поверхности.В предлагаемом электролите комплексообразователь - тиомочевина обус ловливает высокую скорость одновременного анодного растворения меди и вольфрама, а выравниватель - трилон В обеспечивает высокое качество поверхности, выглаживает ее. 15Концентрации всех компонентов электролита выбраны, исходя из соображений обеспечения достаточной электропроводности раствора и соответственно низких энергозатрат при длительном его использовании с получением поверхности сплава хорошего качества. Для обеспечения возможности электрохимической обработки сплавов вольФрам-медь с широким соотношением компонентов в сплаве берется достаточно высокая концентрация щелочи, так как обнаружено, что чем больше содержание вольфрама в сплаве, тем большую концентрацию следует применять для успешного ведения электрохимического процесса. Содержание комплексообразователятиомочевины-выбрано в пределах, прикоторых достигается оптимальная скорость обработки сплавов с любымсоотношением в сплаве компонентовмеди и вольфрама.Уменьшение содержания в электролите тиомочевины ниже 3 приводит кнестабильности процесса - при высоких плотностях тока наблюдаются егоколебания,Содержание выравнивающей добавки - трилона В-выбрано в пределах,при которых обеспечивается хорошеекачество поверхности в широкой области плотностей тока. При введении вэлектролит из смеси щелочи и тиомочевины добавки трилона В концентрацией менее 3 качество поверхностине изменяется по сравнению с электрохимической обработкой в отсутствиеэтой добавки, Увеличение содержаниятрилона В свыше 8 не улучшает качества поверхности, но при этом избыток добавки трилона В выпадает восадок.Таким образом, сущность предлагаемого изобретения состоит в сочетании в электролите трех составных 60частей: основы, щелочного растворадостаточной концентрации, комплексообразователя, обеспечивающего высокую скорость анодного растворениясплава вольфрам-медь, и выравнивателя, обусловливающего получение высокого качества поверхности.П р и м е р 1. Производилось электрохимическое травление анода, выполненного в виде вращающегося диска из сплава вольфрам-медь с содержанием вольфрама 70. Диаметр дискового анода 5 мм. Состав электролита: 5 гидроокиси калия, 5 тиомочевины, 5 трилона В, остальное - вода.Перемешивание электролита осуществлялось вращением электрода со скоростью от 250 до 5000 об/мин, Температура электролита 20-40 С. Толщина стравленного слоя зависела от плотности тока и времени поляризации и колебалась в пределах от 50 до 300 мкм.Растворение проходило стабильно, без пассивации или возникновения пульсаций. Выделение меди не имело места. Поверхность электрода после обработки была ровной и блестящей, Чистота поверхности после обработки д 6, д 7 при исходной д 4, д 5. Если из электролита исключалась тиомочевина, то заметно снижалась производительность процесса, хотя выделения меди на поверхности электрода визуально не наблюдалось.При исключении из состава электролита трилона В качество поверхности ухудшалось - она становилась темной и более шероховатой,П р и м е р 2. Проводилось электрохимическое травление цилиндрического образца длиной 40 мм диаметром 8 мм из сплава 70 вольфрама и 30 меди. Электролит: 5 гидроокиси натрия, 3 тиомочевины, 3 трилона В, остальное - вода. Перемешивание электролита осуществлялось вращением цилиндра со скоростью 800 об/мин. Плотность тока поляризации 5 А/см Длительность обработки 3 мин. Температура электролита 25-28 С. Толщина стравленного слоя металла 130 мкм. Исходная чистота поверхности д 5, обработанной - д 7.П р и м е р 3. Производилось электрохимическое травление пластинки размером 20 х 5 хЗ мм, изготовленной из сплава вольфрам 85, медь - 15Электролит: 10 гидроокиси натрия, 5 тиомочевины, 5 трилона В. Температура электролита 25-35 С. Скорость протока электролита 1 м/с. Плотность тока обработки 15-18 А/см. Время обработки 5 мин. Толщина стравленного слоя сплава 0,78 мм, Исходная чистота поверхности д 5, чистота обработанной поверхности д 7.Технико-зкономическая эффективность предлагаемого изобретения может быть определена в сравнении с другими методами обработки сплава вольфрам- медь.Резание или другие механические методы (фрезерование, шлифование,сверление и др) весьма затруднены65076 Формула изобретения Составитель В. Шадрина Техред М. Петко Корректор И. Муска Редактор И, Карпас Тираж 1221 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 695/13 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 из-за большого механического сопротивления воздействию резца или абразива основы сплава - вольфрама и окисной пленки на вольфраме. Большой расход инструмента и рабочего времени на его подготовку сужает область применения механической обработки изделий из этих сплавов.Как правило, механическими способами обрабатываются единичные изделия или мелкие серии. Электрохимическая размерная обработка имеет большие преимущества при производстве крупных серий однотипных изделий, несмотря на необходимость больших единовременных затрат на приобретение или изготовление станков, прецизионное изготовление и корректирование катодов-инструментов и обучение рабочего персонала.Предлагаемый электролит, хотя и требует усиления мер по технике безопасности из-за достаточно высокой щелочности, позволит решить проблему электрохимической обработки сплавов вольфрам-медь, обладающих высокой жаропрочностью и большой вязкостью, на типовых станках для электрохимической размерной обработки изделий из других материаловс высокой скоростью и хорошим качеством поверхности. Электролит для электрохимическойразмерной обработки сплавов вольфрама с медью на основе водного раствора щелочи и комплексообразова О теля - тиомочевины с трилоном В,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительности и повышения качества обрабатываемой поверхности, в качестве основы 5 взят водный раствор гидроокиси натрия или гидроокиси калия, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес.Ъ:Гидроокись натрияили калия 3-10Тиомочевина 3-10Трилон В 3 - 8Вода Остальное.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 420702, кл. С 25 Р 3/02, 1972.