Электролит для электрохимической размерной обработки
Изобретение относится к области машиностроения и авиационной промышленности и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки никельхромовых сплавов. Электролит содержит глиоксаль при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлористый натрий 15, азотнокислый натрий 7, глиоксаль 2-4, вода остальное. При обработке таким электролитом снижается значение шероховатости поверхности и повышается точность обработки. 1 табл.
Изобретение относится к области машиностроения и авиационной промышленности и может быть использовано, в частности для электрохимической размерной обработки (ЭХРО) жаропрочных никельхромовых сплавов.
В настоящее время для ЭХРО никельхромовых сплавов в качестве электролитов применяются растворы на основе нитрата натрия и его смесей с хлоридами. Для улучшения технологических характеристик электрохимической обработки (производительность, точность, качество обработанной поверхности) в электролитах помимо солей нитратов и хлоридов вводят различные добавки. Известен электролит для размерной электрохимической обработки металлов, жаропрочных сплавов на никелевой основе [1], имеющий следующий состав, мас. %: Азотнокислый натрий - 3,5-6,5 Триэтаноламин - 50-60 Вода - Остальное Большое содержание триэтаноламина в элетролите обеспечивает высокую локализацию процесса анодного растворения жаропрочных материалов. Однако в связи со сложностью утилизации и токсичностью отработанного электролита (ПДК триэтаноламина = 1,4 мг/л [2]), такое высокое содержание органической добавки нежелательно. Известен электролит для электрохимической обработки жаропрочных никельхромовых сплавов [3], в состав которого помимо хлористого и азотнокислого натрия с целью повышения качества обработанной поверхности и точности обработки введен тетраметиламмоний йодистый. Данный электролит имеет следующий состав, мас.%: Хлористый натрий - 10 - 15 Азотнокислый натрий - 2,5 - 5,0 Тетраметиламмоний иодистый - 0,5 - 1,0 Вода - Остальное Обработанные вышеуказанным электролитом сплавы имеют поверхность с высоким значением высоты микронеровностей. Качество поверхности сплавов несколько лучше (Ra=0.35-0.32 мкм) после обработки в известном электролите [4], содержащем помимо хлористого и азотнокислого натрия добавку диметилформамида. Электролит имеет следующий состав, мас.%:Хлористый натрий - 15 - 20
Азотнокислый натрий - 5 - 10
Диметилформамид - 2 - 3
Вода - Остальное
При обработке никельхромовых сплавов, содержащих железо, диметилформамид образует с железом водорастворимые комплексы, что предотвращает выделение шлама и ускоряет съем металла за счет образования водорастворимых органических соединений. Однако в случае обработки сплавов с высоким содержание хрома, данный электролит не способствует решению задачи снижения его токсичности. Наиболее близким по технической сущности и качеству обрабатываемой поверхности является составной электролит [5], имеющий следующий состав, мас.%:
Хлористый натрий - 15
Азотнокислый натрий - 7
Применение электролита указанного состава позволяет проводить электрохимическую размерную обработку жаропрочных никельхромовых сплавов типа ЦНК-7П с достаточно высокой производительностью и точностью обработки. Вследствие этого, данный электролит был выбран нами в качестве прототипа. Однако в процессе обработки никельхромовых сплавов в электролите накапливается высокое содержание токсичного шестивалентного хрома, что усложняет ЭХРО с точки зрения экологической безопасности и является основным недостатком вышеуказанного электролита. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение токсичности электролита за счет восстановления шестивалентного хрома в трехвалентный и улучшение качества обработанной поверхности. Поставленная задача достигается тем, что в известный электролит, содержащий хлористый азотнокислый натрий, дополнительно вводят глиоксаль. При этом содержание всех компонентов должно быть в следующем соотношении, мас.%:
Хлористый натрий - 15
Азотнокислый натрий - 7
Глиоксаль - 2 - 4
Вода - Остальное
Конкретный пример применения
С целью выбора оптимального режима обработки с точки зрения качества обработанной поверхности проводилась электрохимическая обработка никельхромового сплава ЦНК-7П в электролите-прототипе при различных значениях напряжения и скорости потока электролита. Процесс обработки проводился на экспериментальной установке с неподвижным катодом при следующих параметрах: напряжение 4-12 В, скорость потока электролита 20-80 м/с, величина межэлектродного зазора 0.1 мм, температура электролита 10-18oC, время обработки 5 с. Измерение шероховатости проводилось на профилометре модели 170622. Из полученных данных можно было сделать вывод о том, что наиболее оптимальное качество поверхности сплава ЦНК-7П после электрохимической обработки в электролите, содержащем 15% NaCl и 7% NaNO3, наблюдается при значении напряжения 12 В и значении скорости потока электролита 80 м/с. С целью улучшения качества обработанной поверхности и удаления из электролита токсичного шестивалентного хрома путем восстановления его до трехвалентного, в базовый электролит вводилась добавка глиоксаля. Выбор оптимальной добавки глиоксаля обоснован данными, представленными в таблице 1, где указаны значения скорости съема сплава при минимальном зазоре 0.1 мм, степени локализации K и значения высоты микронеровностей обработанной поверхности Ra при ЭХРО сплава ЦНК-7П в электролите на основе базового электролита с различным содержанием добавленного глиоксаля. Режим обработки следующий: напряжение 12 В, скорость потока электролита 80 м/с, время обработки 5 с, температура электролита 15oC. Степень локализации рассчитывалась по формуле K=W0.1/W0.15, где W0.1 и W0.15 - скорости анодного растворения сплава при межэлектродных зазорах 0.1 и 0.15 мм соответственно. Из данных таблицы 1 видно, что увеличение добавки глиоксаля заметно снижает значение шероховатости поверхности и увеличивает точность обработки. Однако большая концентрация введенного глиоксаля снижает скорость растворения сплава, что сказывается отрицательно на производительности процесса. Поэтому электролит с максимальной добавкой может служить для доводочных операций ЭХРО никельхромовых сплавов. Источники информации
1. А.С. СССР N 1329927 A МКИ4 B 23 H 3/08, 1987
2. Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М: Химия, 1984. 448 с. 3. А.С. СССР N 933356 МКИ3 B 23 H 3/08, 1982
4. А.С. СССР N 1212719 A МКИ4 B 23 P 1/16, 1986
5. Н.А.Амирханова, Л.В.Вотинцева. Сравнение электрохимического поведения сплавов на никелевой основе ЦНК-7П и ЖС-6У при ЭХРО в различных электролитах. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Электрофизические и электрохимические технологии": Санкт-Петербург, 1997. С.25-27.
Формула изобретения
Хлористый натрий - 15
Азотнокислый натрий - 7
Глиоксаль - 2-4
Вода - Остальное
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению и авиационной промышленности и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки (ЭХРО) жаропрочных никельхромовых сплавов
Электролит для электрохимической обработки // 2053062
Электролит для электрохимической обработки // 2053061
Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и может быть использовано для электрохимического полирования деталей сложной конфигурации из титана и его сплавов, например корпусов искусственных клапанов сердца
Электролит для электрохимической обработки // 1794604
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки (ЭХРО) железокобальтникелевых сплавов
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для удаления подводных металлических конструкций на морях и водоемах с соленой водой
Изобретение относится к электрохимической рекуперации алмазов и сверхтвердых материалов из отработанного и бракованного инструмента, в частности буровых коронок и долот
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки титана и сплавов на его основе с крупнозернистой и ультрамелкозернистой структурой
Способ электрохимической обработки // 2216437
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при чистовой обработке деталей из металлических материалов
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, для электрохимической размерной обработки (ЭХРО) меди и сплавов на ее основе с крупнозернистой и ультрамелкозернистой структурой
Электролит для электрохимической обработки // 2471595
Изобретение относится к электрохимическим и электрофизическим способам обработки материалов, а именно - к электролитам для электрохимической обработки острых кромок после слесарной зачистки в изделиях, преимущественно из нержавеющих и жаропрочных сплавов
Электролит для электрохимической обработки на импульсном униполярном токе твердых сплавов // 2489235
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов с применением импульсного униполярного тока
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении запорных устройств для управления подачи жидких и газовых сред. В способе безабразивной доводки металлических сопрягаемых поверхностей в начале обработки между сопрягаемыми поверхностями, служащими электродами, устанавливают минимальный зазор по границе начала его пробоя низковольтным током в слабопроводящем электролите с незначительным содержанием металлического наполнителя с размером частиц 8 нм, а далее увеличивают объемное содержание упомянутого металлического наполнителя с одновременным повышением межэлектродного зазора и поддержанием его величины на границе начала пробоя между электродами до стабилизации величины тока, проходящего через электроды. Затем осуществляют вибрацию сопрягаемых поверхностей в направлении друг к другу, плавно увеличивают амплитуду вибраций до стабильного получения пауз тока и продолжают обработку до получения на одной из сопрягаемых поверхностей минимальной стабильной шероховатости, после чего меняют полярность электродов и при таком же режиме обработки формируют шероховатость на другой сопрягаемой поверхности. Техническим результатом изобретения является обеспечение минимальной шероховатости и высокой точности сопряжения поверхностей. 3 ил., 1 пр.
Изобретение относится к электрохимической размерной обработке деталей из металлических материалов. Предложен способ, включающий пропускание рабочей среды на входе в зону обработки через магнитное поле с вектором перемещения наночастиц в сторону, противоположную гравитационным силам, при этом на выходе из зоны обработки рабочую среду с продуктами обработки, образовавшимися в процессе электрохимической размерной обработки, пропускают через магнитное поле с вектором перемещения наночастиц в противоположном направлении. После рабочую среду разделяют на потоки, из которых первый, состоящий из токопроводящей жидкости с продуктами обработки, направляют в устройство для очистки жидкости от продуктов обработки, а второй, содержащий преимущественно наночастицы, направляют в смеситель для получения рабочей среды на базе очищенной жидкости с заданной вязкостью. Также предложено устройство для осуществления данного способа. Изобретение обеспечивает стабилизацию состава и свойств рабочей среды при электрохимической размерной обработке деталей из металлических материалов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.