Раствор для электрохимикомеханического полирования изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК личающи елью повышени ерхности и ра ора, он допол уру, аэросил м соотношении(21) (22) (46) ( 72). В.А. (53) й ся тем, класса ч отоопособ ительно соглицерин пр компонентов ма, о тчто, стоты поти растдержитследующг/л; исносР 44 ий фосфорнокислыйамещенный 58 5 60-100 5-10 30-50кись хром 54)МЕХА реи пла оки Бура Аэро ор- хро 10-2 це 4 Р Ф 3313240/22-0203.07.8123.03.83. Бюл. Р 11Е.К.Севидова, М.П. Куц,Воскобойник и А.М. Котляр621. 357. 8 1088. 8 )1, Авторское свидетельство СС129, кл. В 23 Р 1/16, 1972.Авторское свидетельство СССР2339, кл. С 25 Г 3/24, 1976.(57) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИКНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ,мущественно иэ прецизионныхвов, содержащий натрий фосфслый двуэамещенный и окисьПоставленная цель достигаетсятем, что ра "твор, содержащий натрийфосфорнокислый двузамещенный и окисьхрома, дополнительно содержит буру,аэросил и глицерин при следующемсоотношении компонентов, г/л: Натрий фосфорнокислыйдвузамещенный 5-50 60-100 5-10Окись хромаБура Изобретение относится к электро- химической обработке, металлов, в частности к электрохимикомеханическому полированию прецизионных сплавов, и может быть использовано в радиотехнической, приборостроительной и других отраслях промышленности при изготовлении чувствительных элементов датчиковой аппаратуры, зеркал коллиматорных систем и т.д.Известен раствор для электрохимикомеханического полирования (ЭХМП) металлов, содержащий тартрат и нитрат натрия, окись хрома и глицерин, Этот раствор предназначен для обработки алюминия и его сплавов и обеспечивает получение 12 класса чистоты полируемой поверхности при степени ее шероховатости 1-2 мкм 13.Однако этот раствор не пригоден для обработки стальных изделий из прецизионных сплавов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является раствор для электрохимикомеханического полирования стали, содержащий натрий фосфорнокислый двузамещенный и абразивный материал-окись хрома, Раствор содержит также сегнетову соль (10-15 г/л), которая является его основой. Процесс ЭХМП нержавеющей стали типа 1 Х 18 НЭТ в этом растворе обеспечивает получение поверхности с величиной шероховатости й =0,06-0,08 ( 13-14) Г 23.Недостатком известного раствора является то, что при обработке сталей более сложного состава, каким являются прецизионные сплавы, например 36 НХТЮ, ЗОНГХТЮМ, 36 НХТЮМ, содержащие наряду с железом, никелем и хромом молибден и марганец, качество поверхности ухудшается изза растравливания, которое объясняется большой разнородностью прецизионных сплавов - в состав входит 6 и более компонентов, отличающихся своими химическими и злектрохимическими свойствами, а следовательно, и скоростями растворения при одном и том же анодном потенциале.Целью изобретения является повышение классачистоты поверхности прецизионных сплавов и работоспособности раствора.ЛэросилГлицерин 30-50 10-20 Рабочая температура раствора20-35 С, анодная плотность токао5 0,2-0,5 А/см , напряжение 10-16 В,рН=7 кОгОПроцесс ЭХМП с помощью предлагаемого раствора осуществляют следующим образом,10 В зону обработки между детальюанодом и электродом-инструментом,являющимся катодом, подают растворсо взвешенными в нем частицами абразивного порошка. На катод-инструментустанавливают диэлектрическую прокладку (капроновое сито, синтетическую замшу), обеспечивающую электродный зазор. Катод и анод совершают вращательное движение, За счетсмещения их осей вращения на обрабатываемой поверхности не наблюдаетсянаправленности, Удельное усилие прижима летали к полировальнику 0,05 О, 1 кг/см.Введение глицерина значительноулучшает качество обработки, чтообъясняется его поверхностно-активными свойствами - задерживаясь вовпадинах, глицерин затрудняет в нихрастворение компонентов сплава, предотвращая растравливание. Наиболееэффективным является действие глицерина в пределах концентрации 1020 г/л.Влияние аэросила на процесс ЭХМП35 проявляется в том, что его частички,образуя коллоидный раствор и обладаяотрицательным зарядом, под действиемэлектростатического поля устремляются к аноду (обрабатываемая деталь),увлекая за собой окись хрома и адсорбируясь на поверхности,Таким образом, во впадинах электрохимическое растворение замедляется.(за счет экранирования), на выступах - интенсифицируется механической депассивацией абразивными зернами и катодом-инструментом, что способствует выравниванию микрорельефаповерхности.Кроме того, примеси НС 1 в аэросиле образуют в сочетании с натриемтетраборнокислым буферную смесь, которая повышает буферную емкостьраствора, так как стабилизация нат;рием фосфорнокислым двузамещеннымпри рабочих плотностях тока оказывается недостаточной что нарушаетоптимальные условия процесса ЭХМП,и отрицательно сказывается на срокеслужбы раствора, При повышении кон 60 центрации аэросила выше 50 г/л,повышается вязкость раствора, а качество поверхности не изменяется,при понижении концентрации менееЗО г/л - увеличивается растравли 65 вание.Натрийфосфорнокислый Натрий тетра- борно- кислый Аэро;сил Окись хрома аероховатостьВ 2, мкм БуФернаяемкостьраствора ц/ь РН А час 210-230 230-240 240-250 Ог 08-Ою 05 5 30 7 40 8 0,08-0,05 30-3 0 5 0 100,08-0,0 30-3 метале класс же. даволучен-в поверхности,45 ла,чистоты поверленни наные данные.табл, 2. скорость съема емкость, а так хности при том инструмент.представлены Как показали опыты, удовлетвори-. , тельное качество полируемой поверхности обеспечивает широкий диапазон концентраций, но при С(5 г/л натрия фосфорнокислого двузамещенного раствор быстро вырабатывается и производительность падает, а при С 50 г/лухудшается растворимость соли, чем и обусловлены пределы изменений концентрации основного компонента.П р и м е р 1. Изделие из прецизионного сплава 36 НХТЮ, представляющее собой тонкостенную мембрану с исходной чистотой поверхности 8 класса (К 2=0,40) , обрабатывают в предлагаемом растворе при 25 С,о анодной плотности тока 0,2 А/см 2, .напряжении 15 В, удельном усилии Компоненты и их содержание, г/л Для сравнения проводят полироание образцов тех же сплавов в лектрспитах известного и предлагаемого составов при различном сочетаии рекомендуемых добавок; при этом определяют степень шероховатости прижима детали к полировальнику0,1 кг/см 2 в течение 60 мин. В качестве диэлектрической прокладкииспользуют синтетическую зааду. Скорость съема металла составляет 5 20 мкм/ч, Величина шероховатости.после обработки В=О,05.П. р и м е р 2. Изделие из прецизионного сплава ЗОНГХТЮМ с исходной чистотой поверхности Н =0,6 мкм об 5 10 срабатывают в течение 60 мин в предлагаемом растворе при 30 С, аноднойплотности тока 0,25 А/см 2 напряжении 12 В, давлении на инструмент0,08 кг/см 2. Скорость съема металла составляет 35 мкм/ч.о о Ю СЧ гч г 1 1 о о св о СЧ г о осв ГЧ (Ч1 О Юм ГЧ СЧ о о сг о го о М О 1 о1ОСО 3 Л СЧ г -3о ю м 1оОв 3 рх нх 33 н 0 О а О о х Ц 6 н в 3 о И н 3 бо а в 3 Х О О 1 ж аю 9 1а о а СЛ О м м гч 11 1 о о СЧ СО гч м г О О О О О О Ю С 0 СО Со СО С 0 О О О О О О м м м гч гч гч О) Ю СГ 3ГЧ (Ч СЧ г г гс с с сО О О О О О О О О О О О а СО О ф СО СоО .О О 1 1 О М Сй 3 Л 3 1 1 11 1 ЛО 11О сЛ О сЛ г г СЧ г 3 1 1 1 1 в в в в 1 1 1 1Заказ 2058/44 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из табл. 2, предлагаемый раствор позволяет получить .минимальную шероховатость К =0,08 мкм (13-14 класс) на обработанной поверх-, ности деталей из прецизионных сплавов, чего нельзя достигнуть использованием известных растворов. При этом буферная емкость раствора, а следовательно, и срок его службы повышается по сравнению с известным,причем все указанные преимущества достигаются только в присутствии всех компонентов предлагаемого электролита.Возможность полирования прецизионных сплавов с высокими качественными показателями обработанной поверхности позволит широко испольэовать изобретение в различных отраслях техники.