Раствор для электрохимического полирования изделий из ниобия

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфветскикСоциалистическихреспублик 11876808(51)ЛФ. Кл. С 25 РЗ/26 с присоединением заявки йййсударстюныВ кемитет СССР аю алам кзебретеник к аткрыткй(54) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИОБИЯ,1Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, в частйости к полированию изделий из ниобиевой проволоки, применяемых в сверхпроводниковой технике, например, для увеличения добротности сверхпроводящих спиральных резонаторов, которая в первую очередь зависит от его поверхностного сопротивления, Последнее можно снизить путем получения блес,тящей, без язв и трещин поверхности, Пртвчем при дальнейшем использовании ниоби- тф евой проволоки для изготовления спиральных резонаторов необходимым условием является соранение исходных физико-механических свойств ниобиевой проволоки после электрохимического полирования.Наиболее близким к предлагаемому является раствор для электролитического по. лировання ниобия, содержащий плавиковую кислоту, кислый фтористый аммоний, азот нокиспый аммоний, глицерин и воду 1 ),20Однако наличие воды в известном растворе приводит к существенным изменениям физико-механических свойств проволоки -. резко снижается пластичность проволоки, обусатовленная наводораживанием. Наводораживание проволоки происходит вспедствие сорбции ниобня, выделяющегося на катоде водорода при разряде входящей в состав раствора воды. Кроме того прн обработке ниобиевой проволоки с исходным классом чистоты 4-5 в известном раст-. воре не удается получить поверхность с чистотой более 9 6-7 класса.Цель изобретения - повышение качества полирования при сохранении исходных физико-механических свойств изделия.Укаэанная цель достигается тем, что раствор, содержащий плавиковую кислоту, кислый фтористый аммоннй, азотнокислый аммоний и глицерин, допопнятельно содержит хлористый аммоний и ОП(полиэтиленгликопевый эфир высокомолекулярных алкилфенопов) при следующем соотношении компонентов;Плавиковая кислота, г 10-20Кислый фтористый аммоний, г 20 40876808выражается в его охрупчивании. Исключение воды из состава раствора обеспечивает эффект полирования при сохраненииисходных физико-механических свойствматериала. Полировка ниобиевой поверхности при плотности тока РС 1250 А/дмувеличивает время обработки и не удаляет полностью все дефекты волочения проволоки, а при Эа Т 400 А/дм - резкогувеличивается энергоемкость процесса иповышается температура растворачтоприводит к окислению отполированной пс.верхности при выходе проволоки иэ раствора на воздух.При приготовлении раствора в отдельных сосудах в глицерине растворяют расчетные количества КНИ 08 НдГ НР иИ НСО. Затем растворы сливают в одинсосуд и добавляют расчетные количестваНР и ПАВ-ОП, Доводят объем до заданного глицерином,Предлагаемый раствор стабилен в работе при пропускании 150-170 А ч/л, приэтом снимается 400+50 мкм металла соскоростью 100-25 мкм/мин.В таблице приведены примеры предлагаемого раствора, режим и результатьгполирования,В проводимых примерах полировке подвергаются образцы из ниобиевой проволоки ф 1-3 мм марки НВЧ ТУ 48-42-9571, длиной 0;5 м нв специально сконструированной установке,состоящей иэ электролитической ванны с охлаждающей рубашкой, системы протяжки проволоки черезванну и блока электрического питания. Азотнокислый аммоний,г 15-20 Хлористьгй аммоний, г 30-40 ОП, г 5-10 Глицеоин, л Йо 1 Процесс полирования рекомендуют проводить при температуре не выше 100 С и анодной плотности тока 250-400 А/дм 2 (оптимально 300+10 А/дм). Катодом служит дуралюминиевый цилиндр, по оси которого движется проволока, 1 ОПродолжительность процесса выбирается в зависимости от количества металла, которое необходимо снять и осуществляется варьирование уровня раствора в ванне при постоянной скорости протяжки, которые оп-.15 ределяются опытным путем;Например, для полирования проволоки с исходным Ф 1 до 0,6 мм или ф 1,5 до.0 7 мм необходимо уровень раствора в ванне поддерживать равным 3 или 4,5 - 2 о 5 см соответственно при скорости протяжки равной 0,7 см/мин. Указанные концентрации компонентов обусловлены максимальным временем. работы раствора без замены его новой порцией при обработке проволоки определенной длины. Уменьшение концентраций НГ, ЙН,Р НР и МЦ МО за нижние пределы приводит к быстрой вырабатываемости разо створа и ухудшению качества поверхности проволоки. Увеличение концентраций укаэанных компонентов за верхние пределы . приводит только к удорожанию растворабез увеличения срока службы его из-за разложения глицерина и ПАВ в процессе . электролиза. Введение в раствор ЙН 4 СР в сочетании с Й Нд МО х способствует сглаживанию микровыступов, повыше нию равномерности съема металла,иск 4 О лючает дефркты волочения, снижает волнистость обработанной поверхности. Введение в раствор ПАВ в виде ОПспособствует образованию на"полируемой поверх- ности вязкой пленки, действие. которой при наложении постоянного тока приводит к45 нивелированию поверхности, что существенно повышает качество обработанной поверхности, Увеличение концентрации ПАВ за указанные пределы не усиливает эффективность его действия. Наличие воды в растворе обеспечивает только процесс электрохимического шлифования вследствие образования на поверхности ниобия фазововырвженной окисной пленки, что не позволяет получить блестящую поверхность. 55 Как указывалось выше, выделяющийся иэ воды в процессе электролиза водород приводит к наводороживанию металла, что Оценка внешнего вида оорвботанной по-, верхности проводится визуально.Неравномерность съема определяется по критериюк -дСглеб и ди соответственно - максимальньй диаметры образца после обработ- ки; - базовая длина при измерении (здесь ь =1,5 мм). Изменеиие механических свойств проволоки определяется по количеству ее перегибов под углом 180 до излома.Оценка класса шероховатости поверхности проводится в соответствии с ГОСТ 2789-73 при помощи микроскопа МИС.При этом проводится оценка волнистости поверхности, которая определяется длиной (шагом) волны профиля Я, и высотой волны измеряемой с помощью микроскопа ММИ. В данном случаеволнистость по5 876808 6 сле обработки следующая: 1=375-610 мкм, поверхность без видимых дефектов с высо- Ь =1,6-15 мкм. ким классом чистоты беэ изменения мехаКак видно из таМицы, пластичность нических свойств металла с практически проволоки после полирования не изменилась, одинаковым диаметром обрабатываемой. а чистота поверхности значительно повыси-проволоки по всей длине. лась, неравномерность сьема металла нез- Применение проволоки с электрохиминачительа. ческой полировкой в предлагаемом расъПрактически отсутствует волнистость воре по сравнению с используемой меха- поверхности. нической полировкой позволяет в два раТаким образом, предлагаемый раствор 1 о за повысить добротность сверхпроводящепоэволяет получать гладкую блестящую го спирального резонатора. 2 авиковая кисл 0 4 ислый фт сты аммон 2 отнокислый аммоний, гористый аммоний, г 0 4 5 ОП, г Глицерин 70 250 0 мператур.2а, А/дм 0 0 отность нод яже 50 В родолжитель иост и о Скорость двсм/минШерох ия 0,70,7 овагость, мк яолировани 3 20-30 609 0,61 9 ле полирования 4-5 8 а0,69 Класс чистоты до полирования после полирования 8 а 5 6 Н омерность съема,ь-во гибов ичнос ия о осле полированияпри ф проволоки 1 ьно содер 7 (палим олекулярующем соотноф у л вор для рования иэделплавиковую кмоний, азотнотличаюлью повышени 0 сохранении а изобретенияэлектрохимического полиий из ниобия, содержащий ислоту, кислый фгористый амкислый аммоний и глицерин, щ и й с я тем, что, с цея качества полирования при ходных физико-механических свойств изделия, он дополнител жит хлористый аммоний и ОП этиленгликолевый, эфир высоко ных алкилфенолов) при след 55шенин компонентов:Плавиковая кислота, г Кислый фтористый аммоний, г808 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Хф 302395, кл. С 25 Р 3/26, 1969.Заказ 9828/37 Тираж 707 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/8 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4