Способ полирования изделий

 

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть применено в процессах электрополирования в различных областях техники: в электротехнической промышленности, в приборостроении, при производстве музыкальных инструментов и в декоративных целях в мебельной промышленности. Задача: расширение технологических возможностей за счет обработки жаропрочных сплавов и сплавов цветных металлов, а также увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей. Сущность изобретения: обрабатываемую деталь полируют в растворе электролита в течение 30-300 с, накладывая напряжение 110-360 В при плотности тока 1000-18000 А/м² и температуре электролита 320-360 К, а в качестве электролита используют аммонийные соли неорганических и низших карбоновых кислот с добавками водорастворимых органических и неорганических веществ, образующих с металлами сплава комплексные соединения.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть применено в процессах электрополирования в различных областях техники: в электротехнической промышленности, в приборостроении, при производстве музыкальных инструментов и в декоративных целях в мебельной промышленности.

Известен способ электролитно-плазменного полирования изделий сложной формы (авт. св. n 1775508, кл C 25 F 3/16, 1992), включающий вертикальное погружение изделия в электролит, по которому изделие погружают под углом к оси вертикальной подачи и придают качательное движение в плоскости подачи с переменной угловой скоростью, изменяющейся по закону ω = ω₀sinα где ω₀ - угловая скорость изделия при совпадении его оси с осью вертикальной подачи, которая равна 0,075 - 0,085 об/мин; α - угол поворота изделия 0 ≅ α ≅ 180^o.

Известен способ электрохимического полирования жаропрочных сталей (авт. св. n 931823, кл C 25 F 3/24, 1982) в растворе, содержащем серную и орто-фосфорную кислоты, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и воду, в качестве ПАВ он содержит блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас.% Серная кислота - 10 - 30 Орто-фосфорная кислота - 40 - 80 Блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,05 - 1,1 Натриевая соль сульфированного бутилолеата - 0,01 - 0,05 Вода - Остальное Полирование рекомендуют проводить при 25 - 60^oC, анодной плотности тока 200 - 250 А/дм² в течение 0,5 - 5 мин.

Недостатком аналога являются ограниченные технологические возможности, а также высокая агрессивность и токсичность используемых электролитов.

Известен способ полировки до зеркального блеска электропроводных деталей в анодной электрохимической плазме (патент ГДР N 238074, кл C 25 F 3/16, 1985), по которому обрабатываемую деталь включают анодом в электролитической ячейке с катодом сравнительно больших размеров и погружают в раствор электролита, подают напряжение 90 - 290 В, плотность тока при этом 0,15 - 2,1 А/см², температура электролита 290 - 320 К, время обработки 10 - 200 с. В качестве электролитов пригодны растворы солей неорганических кислот аммония и щелочных металлов или соли низших карбоновых кислот, а также растворы свободных кислот со специфической электропроводностью 0,04 - 0,3 см^-1.

Однако данный способ не позволяет осуществить обработку жаропрочных сплавов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способ обработки наружных поверхностей распылителя топливной форсунки дизеля, содержащий электролитическую анодную обработку в растворе сульфата аммония этих поверхностей в электрогидродинамическом режиме, по которому электролитическую анодную обработку наружных поверхностей удлиненной части и носка распылителя осуществляют до обеспечения шероховатости R_a = 0,08 - 0,12 мкм на носке распылителя и шероховатости R_a = 1,25 - 1,50 мкм на удлиненной части распылителя, причем распылитель ориентируют носком вниз, а в качестве электролита используют водный раствор сульфата аммония концентрацией 1 - 1,99%, температурой 20 - 39^oC при рабочем напряжении 300 - 340 В.

Недостатком прототипа является ограниченные технологические возможности, узкая номенклатура обрабатываемых деталей.

Задачей, решаемой изобретением, является расширение технологических возможностей за счет обработки жаропрочных сплавов и сплавов цветных металлов, а также увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе полировки сплавов, включающем электролитическую анодную обработку при напряжении 300 - 340 В, в отличие от прототипа обрабатываемую деталь полируют в растворе электролита в течение 30 - 300 с, накладывая напряжение 110 - 360 В, при плотности тока 1000 - 18000 А/м² и температуре электролита 320 - 360 К, а в качестве электролита используют аммонийные соли неорганических и низших карбоновых кислот с добавками водорастворимых органических и неорганических веществ, образующих с металлами сплава комплексные соединения.

Пример 1. Лопатку газотурбинного двигателя из сплава ЭП-718 погружают в электролит состава, мас.%:
(NH₄)₂SO₄ - 5
Трилон Б - 0,8
Электролит нагрет до температуры 350 К, подают напряжение 300 В при плотности тока 0,7 - 0,8 А/см² (7000 - 8000 А/м²), обрабатывают в течение 120 с.

После обработки поверхность имеет равномерный зеркальный блеск. Исходная высота микронеровностей 0,6 - 0,9 мкм, конечная - 0,18 - 0,25 мкм.

Пример 2. Ручку мебельную из сплава ЛС-63 погружают в электролит состава, мас.%:
(NH₄)₃PO₄ - 5
H₃PO₄ - 0,5
Тартрат К - 0,5
Электролит нагревают до температуры 340 - 350 К, подают напряжение 360 В при плотности тока 3000 - 4500 А/м² и обрабатывают в течение 100 с. После обработки поверхность имеет желтый цвет и зеркальный блеск. Исходная высота микронеровностей 1,00 - 1,4 мкм, конечная - 0,20 - 0,46 мкм.

Таким образом, изобретение позволяет осуществить электрополирование до зеркального блеска жаропрочных и цветных сплавов, при этом выравнивание поверхности с краев деталей происходит одновременно.

Кроме того, изобретение позволяет существенно упрочнить поверхность, сделать ее более коррозионно-стойкой, а также исключает применение токсичных реагентов и концентрированных кислот.

Формула изобретения

Способ полирования изделий, включающий электролитическую анодную обработку в растворе, содержащем аммонийную соль неорганической кислоты, отличающийся тем, что обработку ведут при напряжении 110 - 360 В, плотности тока 1000 - 18000 А/м², температуре 320 - 360 К в течение 30 - 200 с, в растворе, дополнительно содержащем аммонийные соли низших карбоновых кислот и органические или неорганические вещества, образующие с металлами сплава комплексные соединения.