Способ размерной электрохимической обработки

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к технологии обработки деталей электрохимическимспособом (ЭХО) и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где имеет место электрохимическая обработка деталей.Известен способ размерной электрохимической обработки, состоящийиз приготовления раствора электролита, подачи его в бак для раствораэлектролита с последующим поступлением на станок для электрохимической обработки, подачи воды для промывки деталей от раствора электро-,лита, очистки промывных вод от элект ролита и примесей в аппаратах очистки 1 3.Недостатком этого способа является изменение эксплуатационных характе 1 истик в результате изменения 20состава электролита,.имеющего местов процессе электрохимической обработки,Так, при обработке сплавов, содержащих хром, в РаствоРах на основе нитрата или хлорида натрия нарастает содержание хромат-ионов,. причем в нитратных растворах нарастает, кроме того, содержание нитритионов и ионов аммония. При этом необеспечивается стабилизация концентрации примесей в растворе. Изменениеконцентрации указанных примесей оказывает влияние на выход по току,вследствие чего ухудшается точностьобработки деталей. Кроме того,.использование данного способа приводитк большому расходу чистой воды, требующейся как при приготовлении раствора электролита, так и для промывки деталей после электрохимической 40обработки,и необходимости использования специальной дорогостоящей системы сточных вод после промывки деталей, Наличие такой системы дажепри "нормальной работе не исключает 45попадания вредных примесей в окружающую среду, а при аварийных ситуациях может привести к сбросу большихколичеств электролита без очистки.Цель изобретения - стабилизацияпроцесса электрохимической обработки при снижении расхода технологической воды и электролита,Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу Размерной электрохимической обработки рабочую среду из приготовительного бака подаютв рабочий бак и межэлектродный промежуток, промывку деталей осуществляют последовательно не менее чемв двух промывных баках методом окунания, при этом в случае использования двух промывных 5 рков чистуюводу подают на вход второго по порядку промывного бака, выход которого соединен с входом первого бака, 65 выход его связан с приготовительным баком, а расход Ч чистой воды определяют из условия поддержания постоянного уроВня среды в рабочем баке по ФормулеЧ :п 5 Рцист Воды игде и - число деталей;5 - площадь поверхности однойдетали, см;Рн - масса воды, требующаяся дляпромывки из расчета на 1 смповерхности детали, г/смР- с 71 1,0597 +6(1-х)(1+ )+9,327 10хЯ-где 0 - плотность сплава, г/смз;8 ср- средняя толщина съема металла с поверхности детали;- масса, приходящаяся на гидроксильные группы в составешлама, образованного 1 гсплава, г;Ь - масса раствора, приходящаяся на 1 г сухого шлама, г;- массовая доля электролита;Й - количество электричества,необходимое для растворения 1 г сплава, Кл;выход .по току.В случае использования трех ибольшего числа баков чистую воду подают на вход последнего по порядкупромывного бака, выход которого соединен с входом предыдущего бака ит.д., выход первого бака связан сприготовительным баком,Эффективность от применения предлагаемого способа может быть существенно повышена, если детали перед промывкой выдерживать над поддоном от 1 до 10 мин и осуществлятьподогрев промывных вод, раствораили детали до температуры в интервале от цеховой до температуры кипения,Наличие замкнутого цикла приводит к снижению темпа нарастания концентрации растворимых примесей (соединений хрома, нитритов, ионов аммония и др, ) в растворе электролита,использующегося при ЭХО,что означаетболее высокую стабилизацию растворапо всем примесям и увеличение долиутилизации хрома в виде нерастворимых соединений в составе шлама. Снижение темпа нарастания примесей тембольше, чем больше концентрация примесей в растворе, Благодаря возврату электролита и примесей концентрация примесей в растворе, используемом при ЭХО, оказывается более высокой, а темп нарастания концентрации примесей.эа счет процесса ЭХО -более низким, чем в случае отсутствия замкнутого цикла,На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способНа схеме изображены бак 1 дляприготовления раствора электролита,рабочий бак 2 для раствора, используемого при ЭХО, станки 3 для ЭХО,аппараты 4 для очистки раствораэлектролита от шлама, узел 5, предназначенный для промывки деталей,который состоит из нагревателей би 7 и проиывных баков 8 и 9, Под,дон 10 служит для сбора раствора"при выдержке деталей перед промывкой.В баке 1 приготавливают растворэлектролита,. который поступает в рабочий бак 2 для раствора, и далее -. на станки 3 для ЭХО. Обработанныедетали поступают в уэел прбмывки,в .который подают чистую воду.Раствор электролита (25 мас.)после ЭХО деталей, изготовленных:изсплава, содержащего хром (плотностьсплава 8 г/см ), поступает в аппа-раты 4 для очистки раствора электролита от шлама. Содержание раствораэлектролита во влажном шламе37,5 мас.Ъ, т.е. 0,6 на 1 г .сухогошлама, а содержание гидроксильныхгрупп (химически связанной воды всоставе гидроксидов 1 составляет =0,91 на 1 г сплава. Выход по току ) = 0,54. Вычисляют массу воды,+0,.18=2,0 г.ЬОбрабатывают 100 лопаток, каждаяплощадь 1000 см с толщиной поипуска Ис =0,5 см. Промывку деталей отраствора электролита осуществляютпри 30 сС.: В этомслучае масса раствора электролита на 1 см 2 детали:требующюся для промывки иэ расчетана 1 см поверхности детали Р ==80,5.2,0=8 г. Определяют массуводы; которую подают на узел 5.нист воы=100 1000:8 г=800000 гДля обеспечения эффективной про"мывки деталей от раствора электролита и снижения концентрации раство- .ра на детали до допустимой нормы,необходимо вычислить коэффициент эффективности использования воды дляпромывки деталей от раствора электролита в узле 5,8 052 УО, 1600,05Из опыта эксплуатации известно,что при однократной промывке обеспечивается разведение раствора в100010000 раз. Количество баков(П), требующееся для обеспечениязаданного И, определяют по формуле0сд сддгде Ср - концентрация раствОраэлектролита на деталях,,достаточно двух баков промывки деталей от раствораэлектролита.Находят .массу Воды (из общей массы 800 кг), которая необходима длякомпенсации потерь с раствором электролита, содержащимся В шл;ще после .очистки раствора электролита от шлама800 в= 344 кгО 862,0 20 Определяют массу воды, которую теряют .в результате реакций электро-. лита и последующих реакций в раствор3 800-344=456 кгОпределяют массу электролита (соли ), которую теряют с раствором25 344 = 11575 30 Таким образом, в баке 1 необходимо приготовить 459 кг раствора( 344+115 ) с концентрацией электролита 25.мас.Ъ, Для этого в бак 1 .35 водят 344 кг промывных вод, поступившйх от узла 5, и 115 кг электролита ( соли ) .Остальную массу промывных вод подаЮт либо непосредственно в рабочий40 бак 2, либо в бак 1 для приготовления раствора электрблита. В последнем случае скорость растворенияэлектролита повышается, так как концентрация раствора в баке 1 ниже,45 чем в рабочем баке 2, и составляет12,6 мас.Ъ,115 10011+800 = 12 6 масф т.е. как и в первом случае, достаточно двух баков. При обработкедеталей, изготовленных из того же сплава с 6= 0,05 см, промывку осуществляютпри 50 ф с 3-х мин предварительнойвыдержкой для того, чтобы часть раст;вора электролита стекла с деталй. В 55 этом случае количество раствораэлектролита на .детали Р =0,005 г/ям(определено, экспериментально ),Рассчитывают коэффициент использования воды для промывки деталей от 60 раствора электролита80 05.200,005/11 Тираж 1036 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/оное илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Если эти условия (температура 50 фС, 3-х мии предварительная выдержка деталей обеспечивают для деталей с 6 = 0,5 см 1-й сЛучай), то 5К" - Гд = 160080 5 2 0У1При таком высоком Разведении раствора электролита водой достаточен один бак промывки,Использование предлагаемого способа по сравнению с известили позволяет повысить точность обработки за.счет стабилизации состава раство 15 ра, снизить расход воды в 100 раэ путем уменьшения степени разбавления растворасодержащегося на деталях при промывке. Обеспечение замкнутой циркуляции раствора приводит к повышению содержания хромсодержащих анионов в технологическом растворе и увеличению доли хрома в составе шлама, который доступен для утилиз .,ции. Кроме того, предлагаемый способ позволяет исключить испольэова-ние дорогостоящих очистных сооружений и обеспечить наиболее действенную защиту окружающей среды за счеч использования бессточной технологии.