Раствор для электрохимического полирования

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 985161 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 130581 (21 3288269/22-02 Р 1 М К з С 25 Г 3/16 Р с присоединением заявки МоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Уральский научно-исследовательск промышленности(54) РАСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКО ОЛИРОВАНИЯ.Изо химиче ставам ского и пользо преимущ нов сер сплавоных коб не бретение относится к электро- ской обработке, а именно к сорастворов для электрохимичеолирования, и может быть исвано при полировании иэделий,ественнр искусственных клападца (ИКС) из прецизионныхв на основе кобальта.Известен раствор для электрохимического полирования сплавов кобальтана основе ортофосфорной кислоты, содержащий также серную кислоту и добавки карбоксиметилцеллюлозы и моно- натрий - ос-сульфопальмитата 1.Известен также раствор для электро- химического полирования железоникелевых сплавов на основе ортофосфорной кислоты с добавкой полиокснпропилированного моноэтаноламина 1 2 1.Наиболее близким к предлагаемому раствору является электролит для полирования железоникелевых сплавов на основе ортофосфорной кислоты, содержащий поверхностно-активное вещество - блок-сополимер (БСП)окисей этилена и пропилена на основе инициатора моноэтаноламина 31.К недостаткам извест растворов при электрополировании альтовых сплавов следует отнести высокий класс чистоты обработанной поверхности, малую отражательную способность, неравномерный Съем металла и как следствие, искажение геометриче ской формы обрабатываемого изделия, а также малую скорость съема металла.Цель изобретения - повышение качества обработанной поверхности и скорости съема металла, а именно повышение класса чистоты и отражательной способности обработанной поверхности, улучшение равномерности съема металла и соответственно сохранение ге-ометрии изделия, исключение образования матового налета и точечного растрава, а также повышение величины электрического сопротивления поверхностного слоя обработанной поверхности.Указанная цель достигается тем, что раствор, содержащий ортофосфорную кислоту, водуи блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе инициаторов, выбранных из группы, включающей моноэтаноламин, октиловый спирт и каприловую кислоту, дополнительно содержит щавелевую кислоту,и вторичный насыщенный алифатический спирт с числом углеродных атомов от 10 до 20 при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Ортофосфорнаякислота 60-80 БСП окисей этиленаи пропилена наоснове инициатороввыбранных изгруппы, включающеймоноэтаноламин, октидовый спирт икаприловую кислотуЩавелевая кислотаВторичный насыщенный алифатическийспирт с числомуглеродных атомовот 10 до 20 Ою 005 Ое 015 Вода Остальное Блок-сополимеры окисей этилена й йропилена имеют общую Формулу:На основе инициатора моноэтанола- мина 0,01-0,03 2-4 10 15 20 н(он с ) (он,с )(с н 0) н с н - сн -о (с н о) (с н о н где и = 7-12; е = 8-12На основе инициатора каприловойкислоты Р0( н ) (с н о) (с н о) н Ф 0Огде в = 9-12; и = 15-18.Блок-сополимеры окисей этилена и пропилена относятся к классу неионогенных ПАВ и представляют собой маслянистые вязкие жидкости или воскообразные вещества,Электролит готовят следующим образом.50В воде растворяют щавелевую кисло ту до образования насыщенного раство ра. Эатем добавляют расчетное количе ство концентрированной фосфорной кис. лоты. й готовый кислотный раствор вводят одновременно БСП и вторичные спирты. Приготовленные растворы тщательно перемешивают.Введение в раствор на основе концентрированной НзРО 4 содержащего блок-сополимер окисей этилена и пропи лена на основе инициаторов моноэтаноламина или октилового спирта, или каприловой кислоты, вторичных спиртов предельного ряда Фракции С - Ср (ВС) и щавелевой кислоты обеспечивает на где и = 14-18; в = 8-10.На основе инициатора октилового З 0 спирта илучшие условия осуществления электрохимического процесса. При этом введение в раствор щавелевой кислоты вследствие хорошей комплексообразующейспособности и облегченности образования растворимых оксалатов кобальта,хрома, никеля увеличивает скоростьрастворения металла.Вторичные спирты предельного рядаявляются поляризаторами, обуславливающими сдвиг потенциала выделения кислорода на кобальте в область болеевысоких потенциалов. Изменяя условияэлектрохимического окисления поверхности, они влияют на сплошность и толщину получаемой защитной окиснойпленки.1Наличие БСП в растворе снимаетдиффузионные ограничения подвода активирующих ионов и отвода продуктовреакции, что способствует созданиюактивно-пассивного состояния на поверхности анода, необходимого дляинтенсивного сглаживания микрорельеФа поверхности, повышения классачистоты, повышения блеска, увеличения скорости растворения металла.Присутствие вторичных спиртовсовместно с БСП и щавелевой кислотойуменьшает значения емкостной составляющей импеданса (уменьшает толщинуокисной пленки, делает ее более совершенной) и увеличивает величинуактивной составляющей (хорошая оплошность, малая проводимость пленки).Кроме того, вторичные спирты в фоФорнокислом растворе со щавелевойкислотой и БСП, оказывая непосредственное влияние на стадию электрохимического окисления поверхности анода,увеличивают равномерность съема металла при его растворении.Процесс электрохимического полирования осуществляют при 20- 60 С и йплотности анодного тока 150-350 А/дмП р и м е р . Электрохимическомуполированию подвергают искусственныеклапаны сердца (ИКС) марки МКЧ, изготовленные из кобальтового сплава45 КХНВ, Размеры ИКС: диаметр внутреннего седла 18 мм, ширина кольца4 мм. Исходная чистота поверхностиИКС после механической обработки составляет 8 кл. Образцы обрабатывалисьв течение 0,5-1 мин в растворе при25+2 ОС при плотностях анодного тока150-350 А/дм,Для сравнения проводят электрохи-,мическое полирование указанных вышеобразцов в растворах известного состава указанных выше.Эффективность растворов оценивают по следующим параметрам:внешнему виду поверхности;классу чистоты поверхностиГравномерности съема металла, мкм;отражательной способности образцов,Ъ,скорости съема металла, мкм/мин;переходному (активному) сопэотивлению окисной пленки, Ом/смемкостному сопротивлению окиснойпленки, мкф/см-.Внешний вид поверхности оцениваютпутем визуального осмотра поверхностиобразцовна отсутствие точечного раствора, особенно в зоне сварного шва.Замер класса чистоты поверхностипроизводят на приборе ИИИв соответствии с ГОСТом 2789-73Равномерность съема металла определяют по величине максимального отклонения в съеме металла в 10 точкахпо поверхности образца, а отражательную способность образцов - с помощьюфотоэлектрического блескомера ФБ.Скорость съема металла определяютмикрометром по изменению толщиныиэделия в результате э."ектрохимической обработки в единицу времени.Защитные свойства окисной пленкиоценивают по величине активной и реактивной составляющих импеданса. Замер производят с помощью моста переменного тока Р"5021 в нейтральном0,1 н,растворе йа 504,В табл. 1 представлены известныеи предлагаете растворы, а в табл,2 их свойства.Как видно из приведенных данных,предлагаемый раствор позволяет значительно улучшить качество обработанйой поверхности и интенсифицироватьпроцесс за счет повышения скоростисъема металла. При этом класс чистоты поверхности повышается с ч 8 доч 10-11 и на 2-4 кл выше, чем в известных растворах, отражательнаяспособность обработанной поверхностисоставляет 90-95 и повышается на31-33 против исходной, а в извест"ных растворах повышается на 2-18.0 Скорость съема металла составляет43-55 мкм/мин с получением блестящейповерхности без следов растрава,без искажения геометрических формпри величине максимального отклонения15 в съеме металла 1-2 мкм. Кроме того,величина переходного активного) сопротивлений окисной пленки, образу"ющейся на поверхности изделия в результате электрохимической обработ 2 О ки, увеличивается до 287-356 Ом/сма величина емкостнойсоставляющейуменьшается до 23-27 мкф/см 2Все это позволяет широко использовать предлагаемый раствор при по 25 лировке кобальтовых сплавов.Экономический эффект от внедрения изобретения только на одном предприятии составит 30 тыс. руб. засчет исключения операции тонкой меЗО ханической доводки на полировочнойалмазной пасте и исключения бракапо отклонению от исходной геометрической форьы,(О,1 ХИО11 Э31 Х11 Х1 О1 о,1 о Ц йО, э х 5 о о Ц 5 н х с : оЭ ( Э Э й и ао Н ( н,эн ЭО НО мх хм ОС ОИ цо но 11 юо1о1 61 й1а1 61 йс Ф Е Э Р о с (6 Х о 1 ожс 4й 3оцД с,М1 Хойо Ео Е о а о 1 Ц Ф а 1о И о о х 1. о Э х х О 1сР 1 1 11О с 3 ф 1111 111 а1 Э,аЭО1, Е.о 985161 Ам м 3 ИО а м х Ц 1 о хос Х од а Ц Э о о ао и х Е 1 1х ООЦЭхыЕхасэХОРоаохцдхохкМахЭЗЭХд 7 хИ хХ РРц о иЭО Х1 Х О 1йо3 о цао1 Соо 2 х ох й Е Е о о Э ХО цх о х о оа И ОЭ985161 о 1 б Е е н сс н ьо д зэо 3 хе дцх аа ш с О Гщ с.4 Ро Епод Я б б х аа о Ц о Юг 1 СО СО Н ЭХО охее,1 1 о д б б аа ох о а се1 1 1 1 1 нэхр охеэ охиод б ЕО М б а сО ацэх аа 01 СЧ о ф г1 Д 1 О а о СО СЧ СЧ С м 1СО 1111 1б1 Хонб 3 еЕ д о э 1Р 1ео,3 аа 1 1НЕДО б 1охэцзд нОхбЦхеОдб Э а Э Х 1: а б бсОаходмхо,а 1д 5;,а Юнй но 3 мох нх охе е аР авэо О ДЕ 4985161 15 16 60-80 Составитель Л. КазаковаРедактор Н. Безродная Техред К.Мыцьо Корректор О. Билаке е Заказ 10095/38 Тираж 686 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретенияРаствор для электрохимического полнрования, преимущественно прецизионных кобальтовых сплавов, содер" жащий ортофосфорную кислоту, воду и блок-сойолимер окисей этилена и пропилена на основе иницйаторов, выбранных из группы, включающей моноэтаноламин, октиловый спирт и капрыловую кислоту, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности и скорости съема металла, он дополнительно содержит щавелевую кислоту и вторичный насыщенный алифатический спирт с числом углеродных атомов от 10 до 15 20 при следующем соотношении компонентов, вес.%:Ортофосфорная кислотаБлок-сополимер окисейэтилена и пропилена 20 на основе инициаторов,выбранных из группы,включающей моноэтаноламин, октиловыйспирт и каприловуюкислоту 0,01 0,03Щавелевая кислота 2-4Вторичный насыщенныйапифатический спиртс числом углеродныхатомов от 10 до 20 0,005-0,015Вода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 763487, кл. С 25 Г 3/24, 1973.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 92949032/02,кл.С 25 Г 3/16,1980.3. Авторское свидетельство СССРР 767242, кл. С 25 Г 3/16, 1978.