Раствор для электрохимического полирования легированных сталей

)5 С 2 ретение бработке к состава кой обраб Р 9, РМ Изо ческой именно химичес лей тип О фь ятем что ического й, содерОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ(71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Н.Н,Хухарева, С.Н,Семенцов, Л.Н,Андрианова, В,Д.Пучкова и А.П,Рудой(56) 1. Вестник Харьковского политехнического института, 1981, ЬЬ 177, с. 50-52,2. Авторское свидетельство СССР М 1345673, кл. С 25 Р 3/24, 1987.(54) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ. (57) Изобретение относится к электрохимической обработке высокоуглеродистых легированных сталей, а именно к составам тносится к электрохимилегированных сталей, а растворов для электроотки быстрорежущих стаР 6 М 5, 10 Р 6 М 5, Р 12 ФЗ и Известен раствор для электрохимического полирования легированных сталей, содержащий, мас.ф. фосфорная кислота 82; бихромат калия 12; ацетотиамид 0,5; вода - остальное 1),Однако известный раствор не позволяет получить поверхность высокого качества, Кроме того, эксплуатация данного раствора сопровождается образованием аэрозоля, содержащего бихромат калия, т.е, создаются вредные условия труда растворов для электрохимическои обработки быстрорежущих сталей. Цель изобретения - повышение качества поверхности и улучшение условий труда. Раствор для электрохимического полирования легированных сталей, преимущественно быстро- режущих, включает ортофосфорную кислоту, бихромат калия, органическую добавку и воду. В качестве органической добавки содержит динатриевую соль изононилфенилполиэтокси- а -сульфопропионовой кислоты (динатриевая соль ИНФПЭАСП-кислоты) при следующем соотношении компонентов, мас. : ортофосфорная кислота 70 - 90; бихромат калия 5-20; динатриевая соль ИН ФПЭАСП - кислоты 0,25-1; вода - остальное. 1 табл, 3 Наиболее близким потехнической сущности и достигаемому эффекту является раствор, имеющий состав, мас,: НзРО 4 80 - 85; бихромат калия 10 - 15; уретан 0,5 - 1,5; перфтормасляная кислота 0,3-0,8; вода- остальное 2.Известный раствор не позволяет получать высокого качества поверхности и не обеспечивает нормальные условия труда изза образования в атмосфере хромсодержащих аэрозолей.Цельк) изобретения является повышение качества поверхности и улучшение условий труда путем снижения содержания в воздухе бихромата калия.Поставленная цель достигаетсизвестный раствор электрохимполирования легированных сталеверхности шероховатости, внешнему видуна отсутствие шлама и по содержанию бихроматов в воздухе рабочей зоны.При определении содержания бихромата в воздухе критерием нормальных условий труда следует считать предельно 55 жащий ортофосфорную кислоту, бихроматкалия, органическую добавку и воду, в качестае органической добавки содержит динатриевую соль изононилфенилполиэтокси-а-сульфопропионовой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас,: ортофосфорная кислота 70-90; бихроматкалия 5-20; динатриевая соль ИНФНЭАСНкислоты 0,25 - 1; вода остальное,Для оценки эффективности предлагаемого раствора в лабораторных условияхприготовлены растворы составов, указанных в табл, 1.Раствор готовят следующим образом.В воду добавляют расчетное количество 15динатриевой соли ИНФПЭАСП-кислоты,перемешивают до полного растворения, затем добавляют расчетное количество бихромата калия перемешивая, добавляютортофосфорную кислоту, После этого прорабаты вают электролит на нерастворимыхэлектродах (свинцовых) в течение 1 - 2 ч принапряжении О = 12 В и плотности анодноготока О = 30 А/дм, После того, как исчезнетосадок бихромата калия, раствор готов к 25употреблению.Параллельно готовят. известный раствор (состав 8), для чего в воду добавляютрасчетное количество уретана и перфтормасляной кислоты до их полного растворения,. затем добавляют бихромат калия,вливают расчетное количество ортофосфорной кислоты,Раствор прорабатывают на нерастворимых электродах при том же режиме, что и 35растворы составов 1-6,Известный раствор (состав 7) готовятследующим образом: растворяют в воде навеску бензотриазола, затем растворяют натриевую соль сульфопропилированного 40этоксилата изононилфенола, добавляютрасчетное количество глицерина, а затемпри тщательном перемешивании - расчетное количество серной кислоты, избегая.разогрева раствора. После охлаждения 45раствор готов к употреблению;Электрохимическому полированиюподвергают образцы иэ быстрорежущейстали Р 6 М 5. Исходный класс чистоты поверхности составляет 8 б. Процесс проводят 50при 70 С в течение 1 мин, О = 12 В прианодной скорости тока О = 100 А/дм .Эффективность предлагаемого раствора оценивают по качеству обработанной подопустимую концентрацию бихроматов,равную 0,01 мг/мз.Шероховатость поверхности определютпо среднеарифметическому отклонениюпрофиля й, который замеряют на микроинтерферометре МИИ,Внешнийвид поверхности оцениваютвизуально на отсутствие шлама./Замер содержания бихромата в аэрозоле в рабочей зоне производят на основеметодических указаний на фотометрическоеопределение хромового ангидрида и солейхромовой кислоты в воздухе с помощью воздуховодов с фильтрами АФА. Воздух со скоростью 10 л/мин аспирируют через фильтр.АФА, помещенный в патрон.Результаты сравнительных испытанийпредставлены в табл. 2.Из табл. 2 следует, что при электрохимическом полировании поверхности в растворахсоставов 1-6 шероховатость поверхности .уменьшается на 0,388-0,422 мкм, что в 1,341,46 раза больше, чем в известном растворе,где шероховатость снижается от 0,46 до 0;17мкм, т,е. на 0,29 мкм, на обработанной поверхности отсутствуют следы шлама, а наповерхности образцов, обработанных известным способом, имеются следы шлама, матовость, концентрация бихромата калия ввоздухе рабочей зоны составляет 0,0020,004 мг/м, что в 2-.4 раза ниже, чем призпроведении процесса в известном растворе(0,008 мг/мз). При изменении концентрациикомпонентов раствора в сторону увеличения или уменьшения (составы 1 и 5) происходит снижение шероховатостиповерхности на 0;335 - 0,348 мкм, что в 1,161,26 раза ниже, чем в составах 2-4 растворов (на 0,388-0,422 мкм), но в 1,16-1,2 разабольше, чем в известном растворе (на 0,29мкм), на поверхности имеются следы неудаленного шлама, поверхность становится матовой, концентрация бихромата калия ввоздухе составляет 0,005-0,006 мг/м, что в1,25-3 раза выше, чем при работе в составах2 - 4 растворов, но, в 1,33-1,6 раза ниже, чемпри работе в известном растворе (0,008мг/м). Отсутствие поверхностно-активнойдобавки в растворе (состав 5) приводит кснижению шероховатости поверхноститолько на 0,23 мкм, что в 1,69-1,83 раза.меньше, чем в составах 2-4 растворов(на0,388-0,422 мкм), но несколько выше (в 1,2 ьраза), чем в известном растворе (на 0,29мкм), на поверхности. присутствует растрави травильный.шлам, концентрация бихромата калия в воздухе составляет (состав 6) 0,009 мг/м, что в 2,25-4,5раза больше, чем в составах2-4 растворов (0,002 - О, 004Известном Ортофосфорная кислота. 70 90 94 80 65 80 82 20 15 Бихромат калия Динатриевая соль ИНФПЭ- АСП-кислоты 1,2 0,25 0,2 0,8 Уретан Перфтормасляная кислотаГлицерин 18 Натриевая соль сульфоп- ропилированмг/м) и в 1,2 раза больше; чем в известном растворе (0,008 мг/мз), Обработка в серно- глицериновом растворе с ПАВ состава 7 приводит к тому, что снижение. шероховатости практически не происходит, на поверхности появляется черный сажистый налет.Таким образом, предлагаемый раствор по сравнению с известным позволяет повысить качество обработанной поверхности, при этом снизив шероховатость поверхности в 1,34-1,52 раза, т.е, на 3 класса, исключив матовость, растрав, следы шлама, а также улучшить условия труда эа счет снижения концентрации бихромата калия в воздухе. рабочей зоны в 2-4 раза,Формула изобретения Раствор для электрохимического полирования легированных сталей, преимущественно быстрорежущих, содержащий 5 ортофосфорную кислоту, бихромат калия,органическую добавку и воду; о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества поверхности и улучшения условий труда, он в качестве органической добавки содержит 10 динатриевую соль изононилфенилполизтокси- а -сульфопропИоновой кислоты (динатриеваю соль ИНФПЭАСП-кислоты) при следующем соотношении компонентов, мас. : ортофосфорная кислота 70-90; бих ромат калия 5-20, динатриеваясоль ИНФПЭАСП-кислоты 0,25-1;.вода остальное.из стали Р 6 М 5) обработанной поверхности (пластин Состав Качество поверхностиг после обработки Внешний вид обработанной поверхности Снижение шероховатости поверхности, мкм Шероховатость на К, мкмдо обработки Матовость 0,006 0,085 1 Ов0,335 0,388 116 0388 1 0,42 86 2 О 43. 86 Блестящая по,002верхность безрастрава то же 0,003 12 а 0,004 н 11 в Матовость 0,005 11 а Растрав, на по,009верхности травильный шлам 96 Черный сажистыйшлам 7 0,43 86 0,03 0,4 86 Матовая поверхность, точечныйрастрав 0,008 10 а 0,29 0,17 8 0,46 86 Составитель НХухареваТехред М,Моргентал Корректор О.Кундрик Редактор Н,Рогулич 1Заказ 664 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 3 0,46 4 0,45 5 0,44 6 0,46 86 86 86 86 0,4220,4030,3480,23 0,4220,4030,3480,23 лица 2Концентрация бихромата ка" лия в воздухе рабочей зоны, мгlм анализ атмосферы на содержание хроматов не про- изводился