Раствор для электрохимического полирования легированных сталей

Раствор для электрохимического полирования легированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрохимической обработке высокоуглеродистых легирован ных сталей, а именно к составамрастворов для электрохимической обработки быстрорежущих сталей. Цель изобретения - повышение качества поверхности и улучшение условий труда.Раствор для электрохимического полирования легированных сталей, преимущественно быстрорежущих, включает ортофосфорную кислоту, бйхромат калия, органическую добавку и воду. В качестве органической добавки содержит динатриевую соль изононилфенилполиэтоксиа-сульфопропионовой кислоты (динатриевая соль ИНФ- ПЭАСП-кислоты) при следующем соотношении компонентов, мас.%; ортофосфорная кислота 70-90; бйхромат калия 5-20: динатриевая соль ИНФПЭАСП - кислоты 0,25-1; вода -остальное. 1 табл.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 25 F 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ (21) 4828594/02 (22),24.05,90 (46) 23,02.92. Бюл. ЬЬ 7 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Н.Н.Хухарева, С.Н.Семенцов, Л.H.Àíäрианова, В.Д.Пучкова и А.П,Рудой (53) 621,9.047.7(088.8) (56) 1. Вестник Харьковского политехнического института, 1981, hL 177, с. 50-52.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1345673, кл. С 25F 3/24, 1987. (54) РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ . (57) Изобретение относится к электрохимической обработке высокоуглеродистых легированных сталей, а именно к составам

Изобретение относится к электрохимической обработке легированных сталей, а именно к составам растворов для электрохимической обработки быстрорежущих сталей типа Р9, P1f, PGM5, 10Р6М5, Р12©3 и т,д, Известен раствор для электрохимического полирования легированных сталей, содержащий, мас.%. фосфорная кислота 82; бихромат калия 12; ацетотиамид 0,5; вода— остальное (1j.

Однако известный раствор не позволяет получить поверхность высокого качества.

Кроме того, эксплуатация данного раствора сопровождается образованием аэрозоля,, содержащего бихромат калия, т.е, создаются вредные условия труда.

SU <„> 1713994 А1 растворов для электрохимической обработки быстрорежущих сталей. Цель изобретения — повышение качества поверхности и улучшение условий труда. Раствор для электрохимического полирования легированных сталей, преимущественно быстрорежущих, включает ортофосфорную кислоту, бихромат калия, органическую добавку и воду. В качестве органической добавки содержит динатриевую соль изононилфенилполиэтокси- а-сульфопропионовой кислоты (динатриевая соль ИНФПЭАСП-кислоты) при следующем соотношении компонентов, мас.%: ортофосфорная кислота 70 — 90; бихромат калия

5-20; динатриевая соль ИН ФПЭАСП - кислоты 0,25-1; вода — остальное. 1 табл, Наиболее близким по технической сущюЪ ности и достигаемому эффекту является раствор, имеющий состав, мас,%: НЗРО 80 — 85; бихромат калия 10 — 15; уретан 0,5 — 1,5; перфтормасляная кислота 0,3-0,8; вода- осталь - ь ) ное (2).

Известный раствор не позволяет пол- р учать высокого качества поверхности и не обеспечивает нормальные условия труда изза образования в атмосфере хромсодержа- Ф щих аэрозолей.

Целью изобретения является повышение качества поверхности и улучшение условий труда путем снижения содержания в воздухе бихромата калия.

Поставленная цель достигается тем, что известный раствор электрохимического полирования легированных сталей, содер1713994 верхности шероховатости, внешнему виду на отсутствие шлама и по содержанию бихроматое е воздухе рабочей зоны.

При определении содержания бихромата в воздуха критерием нормальных условий труда следует считать предельно

55 жащий ортофосфорную кислоту, бихромат калия, органическую добавку и воду, в качестае органической добавки содержит динатриевую соль изононилфенилполиэтокси-а

-сульфопропионовой кислоты при следую- S щем соотношении компонентов, мас.$: ортофосфорная кислота 70-90; бихромат калия 5-20; динатриееая соль ИНФНЭАСНкислоты 0,25 — 1; вода остальное.

Для оценки эффективности предлагае- 10 мого раствора е лабораторных условиях приготовлены растворы составов, указанных в табл. 1.

Раствор готовят следующим образом.

В воду добавляют расчетное количество 15 динатриееой соли ИНФПЭАСП-кислоты, перемешивают до полного растворения, затем добавляют расчетное количество бихромата калия перемешивая, добавляют ортофосфорную кислоту. После этого про- 20 рабаты еают электролит на нерастворимых электродах (свинцовых) в течение 1 — 2 ч при напряжении U = 12 В и плотности анодного тока Da = 30 А/дм, После того, как исчезнет осадок бихромата калия, раствор готов к 25 употреблению.

Параллельно готовят. известный раствор (состае 8), для чего в воду добавляют расчетное количество уретана и перфтормасляной кислоты до их полного растворе- 30 ния, затем добавляют бихромат калия, алиеают расчетное количество ортофосфорной кислоты, Раствор прорабатывают на нерастворимых электродах при том же режиме, что и 35 растворы составов 1-6.

Известный раствор (состав 7) готовят следующим образом: растворяют в воде наееску бензотриазола, затем растворяют натриевую соль сульфопропилированного 40 этоксилата изононилфенола, добавляют расчетное количество глицерина, а затем при тщательном перемешиеании — расчетное количество серной кислоты, избегая.разогрева раствора. После охлаждения 45 раствор готов к употреблению;

Электрохимическому полированию подвергают образцы иэ быстрорежущей стали P6MS. Исходный класс чистоты поверхности составляет 8б. Процесс проводят 50 при 70 С в течение 1 мин, U = 12 В при анодной скорости тока D4 = 100 A/äì .

Эффективность предлагаемого раствора оценивают по качеству обработанной подопустимую концентрацию бихроматов, равную 0,01 Mr/мз.

Шероховатость поверхности определют по среднеарифметическому отклонению профиля йо, который замеряют на микроинтерферометре МИИ-4.

Внешний вид поверхности оценивают визуально на отсутствие шлама.

Замер содержания бихромата в аэрозоле в рабочей зоне производят на основе методических указаний на фотометрическое определение хромового ангидрида и солей хромовой кислоты е воздухе с помощью воздуховодов с фильтрами АФА. Воздух со скоростью10л/мин аспирируют через фильтр.

АФА, помещенный в патрон.

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что при электрохимическом полировании поверхности в растворах составов 1-6 шероховатость поверхности . уменьшается на 0,388-0,422 мкм, что в 1,341,46 раза больше, чем в известном растворе, где шероховатость снижается от 0,46до 0;17 мкм, т.е. на 0,29 мкм, на обработанной поверхности отсутствуют следы шлама. а на поверхности образцов, обработанных известным способом, имеются следы шлама, матовость, концентрация бихромата KANA в воздухе рабочей зоны составляет 0,0020,004 мг/м, что в 2-4 раза ниже, чем при з проведении процесса в известном растворе (0,008 мг/мз). При изменении концентрации компонентов раствора в сторону увеличения или уменьшения (составы 1 и 5) происходит снижение шероховатости поверхности на 0;335 — 0,348 мкм, что в 1,161,26 раза ниже, чем в составах 2-4 растворов (на 0,388-0,422 мкм), но в 1,16-1,2 раза больше, чем в известном растворе (на 0,29 мкм), на поверхности имеются следы неудаленного шлама, поверхность становится матовой, концентрация бихромата калия в воздухе составляет 0,005-0,006 мгlм, что е

1,25-3 раза выше, чем при работе в составах

2 — 4 растворов, но. в 1,33-1.6 раза ниже, чем при работе в известном растворе (0,008 мг/м ). Отсутствие поверхностно-активной добавки в растворе (состав 5) приводит к снижению шероховатости поверхности только на 0,23 мкм, что в 1,69-1,83 раза. меньше, чем s составах 2-4 растворов(на

0,388-0,422 мкм), но несколько выше (в 1,2ь раза), чем в известном растворе (на 0,29 мкм), на поверхности. присутствует растрав и травильный шлаы, концентрация бихромата калия в воздухе составляет (состав 6) 0.009 мгlм, что в 2,25-4,5 раза больше, чем в составах

2-4 растворов (О, 002 — О, 004

1713994

Таблица1

Со е жаниемас. в аство е

Состав раствора.П е агаемом

Известном

О ртофосфорная кислота.

90

65

82

15

Бихромат калия

Динатриевая соль ИНФПЭАСП-кислоты

1,2

0,25

0,2

0,8

Уретан

Перфтормасляная кислота

0,5, Серная кислота

Глицерин

Натриевая соль сульфопропилированмг/м ) и в 1,2 раза больше; чем в известном растворе (0,008 мг/мз). Обработка в серноглицериновом растворе с ПАВ состава 7 приводит к тому, что снижение. шероховатости практически не происходит, на поверхности появляется черный сажистый налет.

Таким образом, предлагаемый раствор по сравнению с известным позволяет повысить качество обработанной поверхности, при этом снизив шероховатость поверхности в 1,34-1,52 раза. т.е. на 3 класса, исключив матовость, растрав, следы шлама, а также улучшить условия труда эа счет снижения концентрации бихромата калия в воздухе. рабочей зоны в 2-4 раза, Формула изобретения

Раствор для электрохимического полирования легированных сталей, преимущественно быстрорежущих, содержащий

5 ортофосфорную кислоту, бихромат калия, органическую добавку и воду; отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности и улучшения условий труда, он в качестве органической добавки содержит

10 динатриевую соль изононилфенилполизтокси- а -сульфопропИоновой кислоты (динатриеваю соль ИНФПЭАСП-кислоты) при следующем соотношении компонентов, мас. : ортофосфорная кислота 70-90; бих15 ромат калия 5-20, динатриевая соль ИНФПЭАСП-кислоты 0,25-1; вода остальное.

1713994

Та 6 из стали Р6М5) обработанной поверхности (пластин

Состав

Качество поверхности г после обработки

Внешний вид об. работанной поверхности

Снижение шероховатости по верхности мкм

Шероховатость на

R, мкм до обработки

0,006

О, 085 1Ов О, 335

0,388 116 0„388

Матовость

1 0,42 86

2 0,43 86

0,002

Блестящая поверхность без растрава

0,003

0,004

То же.12а

11в

0,005

Матовость

11а

0,009

Растрав, на поверхности травильный шлам

Черный сажистый шлам

7 0,43 86

0,О3

0,4 86

0,008

10а 0,29

О 17

8 . 0,46 86

Составитель Н.Хухарева

Техред М.Моргентал, Корректор О.Кундрик

Редактор Н.Рогулич

Заказ 664 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

3 0,46

4 0,45

5 0,44

6 0,46

86

86

86

0,422

0,403

0,348

0,23

0,422

0,403

0,348

0,23

Матовая поверхность, точечный растрав

1 лица 2

Концентрация бихромата ка" лия в воздухе рабочей зоны, мгlм анализ атмосферы на содержание хроматов не производился