Раствор для электрохимикомеханического полирования изделий

Раствор для электрохимикомеханического полирования изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИКОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно из прецизионных сплавов, содержащий натрий фосфор- ,нокислый двузамещенный и окись хроSU ,,.,1006551 А 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

„„SU„„1006551 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф ма, отличающийся тем, что, с целью повышения класса чистоты поверхности и работоспособности раствора, он дополнительно содержит буру, аэросил и глицерин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Натрий фосфорнокислый двузамещенный

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТНРЫТИЙ (21) 3313240/22-02 (22) 03. 07. 81 (46) 23.03.83. Бюл. Р 11 (72)..Е.К.Севидова, М.П. Куц, В.A. Воскобойник и A.N. Котляр (53) 621. 357. 8 (088. 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 441129, кл. В 23 Р 1/16, 1972.

2 . Авторское свидет ел ь ст во СССР

9 582339, кл. С 25 F 3/24, 1976. (54) (57) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИКО МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно из прецизионных сплавов, содержащий натрий фосфор.нокислый двузамещенный и окись хроОкись хрома

Бура

Аэросил

Глицерин

5-50

60-100

5-10

30-50

10-20

Ю (:Р

Cb

Сл

СЛ

1006551

По с тавле н н а я цель дости гает ся тем, что ра твор, содержащий натрий фосфорнокислый двузамещенный и окись хрома, дополнительно содержит буру, аэросил и глицерин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Натрий фосфорнокислый двузамещенный 5-50

60-100

5-10

Окись хрома

Бура

Изобретение относится к электрохимической обработке .металлов, в частности к электрохимикомеханичес:кому 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 (1).

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 1Х18Н9Т в этом растворе обеспечивает получение поверхности с величиной шероховатости

R =0,06-0,08 (13-14) 323 °

Недостатком известного раствора является то, что при обработке сталей более сложного состава, каким являются прецизионные сплавы, например 36HXTIO, ЗОНГХТЮМ, 36НХТЮМ, 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 класса чистоты поверхности прецизионных сплавов и работоспособности раствора.

Лэросил

Глицерин

30 — 50

10-20

Рабочая температура раствора

20-35 С, анодная плотность тока о

5 0,2-0,5 А/см, напряжение 10-16 В, рН=7,0-8,0.

Процесс ЭХМП с помощью предлагаемого раствора осуществляют следующим образом.

t0 В зону обработки между деталью-анодом и электродом-инструментом, являющимся катодом, подают раствор со взвешенными в нем частицами абразивного порошка. На катод-инструмент устанавливают диэлектрическую прокладку (капроновое сито, синтетическую замшу), обеспечивающую электродный зазор. Катод и анод совершают вращательное движение. За счет смещения их осей вращения на обрабатываемой поверхности не наблюдается направленности. Удельное усилие прижима детали к полировальнику 0,050,1 к /см .

Введение глицерина значительно улучшает качество обработки, что объясняется его поверхностно-активными свойствами — задерживаясь во впадинах, глицерин затрудняет в них растворение компонентов сплава, предотвращая растравливание. Наиболее эффективным является действие глицерина в пределах концентрации 10—

20 г/л.

Влияние аэросила на процесс ЭХМП

35 проявляется в том, что его частички, образуя коллоидный раствор и обладая отрицательным зарядом, под действием электростатического 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 микрорельефа поверхности.

Кроме того, примеси НС1 в аэросиле образуют в сочетании с натрием тетраборнокислым буферную смесь, которая повышает буферную емкость раствора, так как стабилизация нат; рием фосфорнокислым двузамещенным

55.при рабочих плотностях тока оказывается недостаточной что нарушает оптимальные условия процесса ЭХМП

;и отрицательно сказывается на сроке службы раствора. При повышении кон60 центрации аэросила выше 50 г/л .повышается вязкость раствора, а качество поверхности не изменяется, при понижении концентрации менее

30 г/л — увеличивается растравлиу вание.

1006551

Таблица 1

Компоненты и их содержание, г/л

Показатели ЭХМП

Скорость съема металла мкм/ч

Глицерин

Натрий фосфорнокислый

Натрий тетраборнокислый

Аэро; сил

Окись хрома

Шероховатость

R2 мкм

Буферная емкость раствора ц/дрН, A. час

30

15

10

50

100 О, 08-0, 05 30-35 240-250

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 C)50 г/л ухудшается растворимость соли, чем и обусловлены пределы изменений концентрации основного компонента.

Пример 1. Изделие из прецизионного сплава 36НХТЮ, представляющее собой тонкостенную мембрану с исходной чистотой поверхности 8 класса (R2=0 40), обрабатывают в предлагаемом растворе при 25 С, о анодной плотности тока 0,2 А/см .напряжении 15 В, удельном усилии

Для сравнения проводят полирование образцов тех же сплавов в электролитах известного и предлагаемого составов при различном сочетании рекомендуемых добавок; при этом определяют степень шероховатости прижима детали к полировальнику

0,1 кг/см2 в течение 60 мин. В качестве диэлектрической прокладки используют синтетическую за му. Czoрость съема металла составляет

5 20 мкм/ч. Величина шероховатости . после обработки R =0,05.

П. р и м е р 2. Изделие из прецизионного сплава ЗОНГХТЮМ с исходной чистотой поверхности R =0, 6 мкм обВ

10 срабатывают в течение 60 мин в предлагаемом растворе при 30 С, анодной плотности тока 0,25 A/cì 2„ напря жении 12 В, давлении на инструмент

0,08 кг/см2. Скорость съема металла составляет 35 мкм/ч. .Состав раствора и результаты обработки представлены в табл. 1.

60 0,08-0,05 20-30 210-230

80 0,08-0,05 30-35 230-240 поверхности, скорость съема метал45 ла, буферную емкость, а также класс чистоты поверхности при том же. давлении на инструмент. Получен-.ные данные представлены в .табл. 2.

1006551 ч

3 .I

1 1

1 ж

eau а3 а

Х 3

Q юХ I о о

ГЗЪ СЧ

СЧ т-»

1 1 о о о

СЧ»"» о о сГ

СЧ СЧ

1 о

»» С"Ъ

ГЧ (Ч ю о сГ

»»»»

3 l о о м оъ

»-»

C)

Ю

ЮГ N.Е

an СЧ

М»-3

I I о о м»<

1 о

С3 а3 у н х н

«3»

»Й Ф сУ

» 3 \3

I 1 1 м м с ъ

\ 3 %1 % м т-3

I ГЧ

СЧ».»

».»

an Ln ГГ) о о о с с с о о о

1 I 3

СО СО CO о о о с с о о. о

СГЪ

»-3»-3 с с о о

3 I ,LA

»» (с3 с с о о

CO

»-»

Ю !

СЧ

» с о

СЧ

»-3 с

Ю

333

CZ.

ГЧ с

C) -х о

СЧ

»-» I о

1 ! о

СЧ

С4

Е

««о о

Х

CO СО о о с с о о

СО CO о о с с ю о

CO CO о о с с о о

ЧР

Ю с

Ю!

-X — o

1

1 я) CO юо с оо! 33 LII о Е хо х а

О 33

О

Ю т-3

1 о „ а

" 33 с

9 х .х.. п5

М а

Х а3 33

9 Х "о инС

900

v х х х

ГГ3 I O

»-3

3 х о

1 Х

3с.,9

r а

I 1 о

1 I 3 1

t

I н ! ve

В. 3»39Я

3 К 133 Х

I 9

Ц 333

9 433 й3,"1.Ж

1 9.О Н к а х

333 Н 3." х

О I!

Гб 1

f-a 1

I х

3С н о

1D а3 а lO о х

Ц

9 н

9 о

И на о а а3 Х О О

1 ж а & 9

I а о а Ln ю м м Г Ч

1 3 I 1 о о СЧ CO

СЧ Г Ъ »Ч

О О О О О О

1Ю LO О 1О 1О Ю

О О О О О О

М М М СЧ ГЧ СЧ

Ln Ln Ln

СЧ ГЧ f4 т-»»-3»» с с с с с

О О О О О О

О О О О О -О а CO Î CO CO СО

»-» о .о о ! о м Ф an »Ф

I 1 1 t 1 I

О ГГ3 О а

»"»».» СЧ»"3

an Ln Ь an 33Ъ

ГЧ an сч Гч

1 1 I I в в а в

I 1 1 1

1006551

Составитель Л. Казакова

Редактор Н. Егорова Техред О.Неце Корректор E. Рошко

Заказ 2058/44 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. 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.