Способ травления алюминия и его сплавов

Изобретение относится к области химического травления алюминия и его сплавов и может быть использовано в машиностроении. Травление алюминия и его сплавов ведут в 15% водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С, с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм² для повышения скорости обработки. 1 табл.

 

Изобретение относится к области химического травления алюминия и его сплавов и может быть использовано в машиностроении. Известен способ травления алюминиевых сплавов в растворе едкого натра (NaOH) концентрацией 300 г/л при давлении над зеркалом раствора 14 мм рт.ст. [А.с СССР. №391188, МКИ³ С23F 1/4. Способ химического фрезерования металлов. Опубл. 25.07.73. Бюл. №31]. Для осуществления способа необходимо вакуумное оборудование, что ограничивает его применение. Известен способ травления в водном растворе едкого натра 45-60% при температуре 70-80°С [Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. - Л.: Лениздат. 1975 - с.70.]. Способ не позволяет получить высокое качество поверхности травления, а высокая температура травящего раствора ухудшает условия труда обслуживающего персонала. Наиболее близким является способ травления алюминиевых сплавов в 15% водном растворе едкого натра при комнатной температуре [Панченко Е.В. и др. Лаборатория металлографии. М.: Металлургия, 1965, с.341]. Скорость травления (обработки) алюминия и его сплавов составляет 0,1 мм/час и менее. При этом шероховатость Ra обработанной поверхности равна (1,2-1,6) мм (установлено экспериментально).

Недостатком прототипа является низкая скорость травления.

Задача изобретения - повышение скорости обработки.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе травления алюминия и его сплавов в 15% водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С., согласно изобретению, процесс ведут с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм²

Сущность изобретения поясняется примером.

Травлению подвергались образцы из алюминия марки АД00, АД11, А6 и образцы из алюминиевых сплавов АК9, АК8М3, АМ4, АМЦ11, АМГ6, 1201. Образцы выполнены в виде пластин размером 70×70 мм, толщиной 4 мм. Площадь обрабатываемой поверхности - 25 см².

Перед травлением образцов поверхность подвергали предварительной обработке по известным технологиям: обезжиривали органическим растворителем типа Уайт-спирит путем протирки салфеткой из бязи; затем поверхность травили в водном растворе едкого натра (20-50 г/л) в течение 5-7 минут; после этого образцы промывали в теплой (T=40°C) и холодной воде; затем поверхность осветляли в водном растворе азотной кислоты (200 г/л) и вновь промывали в холодной и горячей воде.

После этого образцы обрабатывали предлагаемым способом. В качестве катода использовали медную пластину 70×70 мм с отверстиями. Между образцом (анодом) и медной пластинкой (катодом) образуется межэлектродный зазор, величину которого можно изменять от 1 мм до 5 мм. Плотность тока на аноде устанавливаем в диапазоне от 5 А/дм² до 200 А/дм². Электроды расположены горизонтально, причем анод ниже катода. Время травления не зависит от степени загрязнения обрабатываемой поверхности.

Экспериментально установлено, что при температуре раствора менее 20°С происходит снижение скорости травления. При температуре более 30°С наблюдается точечное растравливание обрабатываемой поверхности. Время травления - 15...20 мин. При межэлектродных зазорах менее 2 мм на обрабатываемой поверхности напротив отверстий в катоде образуются впадины. При зазоре более 4 мм возрастает величина напряжения, необходимая для получения заданной плотности тока. При плотности тока менее 20 А/дм² ухудшается шероховатость поверхности, если плотность тока более 100 А/дм², то на образцах формируется блестящая поверхность с макровыступами. Обработанные образцы промывали в теплой (40-50°С) и холодной воде.

В таблице приведены данные по шероховатости обработанной поверхности и скорости обработки, полученные при проведении травления по прототипу и предлагаемому способу для всех марок алюминия и алюминиевых сплавов, перечисленных выше, при межэлектродном зазоре 4 мм.

Способ	Концентрация NaOH	Температура	Плотность электрич. тока	Скорость обработки	Шероховатость поверхности	Примечание
	%	°С	А/дм2	мм/час	Ra, мкм
	15	20	-	0,05	1,2
Прототип	15	25	-	0,07	1,2
	15	30	-	0,1	1,2
	15	20	9	0,14	2,9
	15	20	18	0,21	2,8
Предлагаемый	15	20	20	0,25	2,3
	15	25	26	0,32	2,2
	15	25	36	0,38	2,1
	15	25	44	0,42	2,0
	15	25	53	0,45	1,9
	15	30	80	0,48	1,8
	15	30	100	0,54	1,7
	15	30	110	0,61	1,5	макровыступы

Использование предлагаемого способа травления алюминия и его сплавов обеспечивает по сравнению с прототипом повышение скорости обработки при практически одинаковой шероховатости поверхности.

Способ травления алюминия и его сплавов в 15%-ном водном растворе едкого натра при температуре 20-30°С, отличающийся тем, что травление ведут с наложением постоянного тока плотностью 20-100 А/дм².