close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3604

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3604
(13)
C1
6
(51) C 25F 3/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
(21) Номер заявки: 970226
(22) 1997.04.23
(46) 2000.12.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
предприятие "Эпол" (BY)
(72) Автор: Синькевич Ю.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное
предприятие "Эпол" (BY)
(57)
Способ электрохимической обработки поверхности металлических изделий, включающий анодную обработку в электрогидродинамическом режиме в электролите, содержащем соль аммония и воду, отличающийся тем, что в качестве соли аммония используют аммоний лимоннокислый одно- или двух-, или трехзамещенный, или смеси указанных солей при следующем соотношении компонентов, мас. %:
аммоний лимоннокислый одно- или двух-, или трехзамещенный, или смеси указанных солей
2-18
вода
остальное.
BY 3604 C1
(56)
1. BY 1132 С1, МПК5 C25F 3/16, 1996.
2. Электронная обработка материалов. - 1978. - № 5. - С. 13-17 (прототип).
Изобретение относится к области электрохимического полирования металлических изделий, преимущественно из медьсодержащих сплавов и нержавеющих сталей.
Известен способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электрогидродинамическом режиме в электролите, содержащем хлористый аммоний, хлористый натрий и воду [1].
Известный способ обеспечивает удаление окалины и снижение шероховатости поверхности и ее блеск
только на стальных изделиях. Используемый в способе электролит обладает низкой работоспособностью,
требует частой корректировки состава электролита из-за неравномерной выработки его компонентов и имеет
высокую химическую активность, что приводит к неравномерному съему металла с поверхности изделия.
Известен также способ полирования поверхности металлических изделий, включающий анодную обработку в электрогидродинамическом режиме в электролите, содержащем соль аммония и воду [2].
Используемый в способе электролит также имеет высокую химическую активность, что приводит к значительной неравномерности обработки и не позволяет обеспечить высокую коррозионную стойкость обработанной поверхности изделий из медьсодержащих сплавов во время их хранения и эксплуатации. Известный способ обеспечивает достаточно узкий интервал напряжений электрического тока, в котором обработка
возможна в электрогидродинамическом режиме. Применительно к обработке изделий из медьсодержащих
сплавов и нержавеющих сталей электролит характеризуется низкой работоспособностью.
Задача, на которую направлено изобретение, заключается в повышении коррозионной стойкости обработанной поверхности во время хранения и эксплуатации изделия, стабильности электрогидродинамического режима обработки, точности обработки и работоспособности электролита путем использования при обработке электролита с солью аммония, обладающей невысокой химической активностью в совокупности со
способностью комплексообразования.
Задача решается тем, что в способе электрохимической обработки поверхности металлических изделий,
включающем анодную обработку в электрогидродинамическом режиме в электролите, содержащем соль
аммония и воду, в качестве соли аммония используют аммоний лимоннокислый одно- или двух-, или трехзамещенный, или смеси указанных солей при следующем соотношении компонентов, мас. %:
BY 3604 C1
аммоний лимоннокислый одно- или двух-, или трехзамещенный, или смеси
2…...18
указанных солей
вода
остальное.
Новым является использование в качестве соли аммония аммония лимоннокислого одно- или двух-, или
трехзамещенного, или смеси указанных солей, маc. % 2...18 и воды - остальное.
Использование в заявляемом способе в качестве соли аммония аммония лимоннокислого одно- или двух-,
или трехзамещенного, или смеси указанных солей, обладающих невысокой химической активностью в совокупности со способностью комплексообразования, обеспечивает повышение коррозионной стойкости обработанной поверхности во время хранения и эксплуатации изделия, стабильности электрогидродинамического режима обработки, точности обработки и работоспособности электролита.
Предельными величинами концентраций соли аммония, при которых наблюдается эффект полирования,
являются 2...18 %. При меньшей концентрации не устанавливается электрогидродинамический режим обработки, обрабатываемая поверхность подвергается интенсивному травлению, приводящему к повышению
шероховатости поверхности и исчезновению блеска. При большей концентрации ухудшается качество полирования из-за явно выраженного процесса пассивации поверхности, приводящего к повышению ее шероховатости и снижению блеска. Кроме того, повышение концентрации более 18 % ведет к увеличению расхода
электролита за счет увеличения его вязкости и уноса с изделиями после окончания обработки.
При проведении экспериментов обрабатывались образцы в виде пластин размером 20х15х0,5 мм из
латуни Л63 и прутков ∅ 4 мм длиной 20 мм из латуни Л63 и нержавеющей стали 20Х13.
Для сравнительных испытаний были приготовлены электролиты: № 1, используемый в известном способе обработки, содержащий, мас. % - хлористый аммоний 20, вода - остальное и № 2...28, используемые в заявляемом способе и приведенные в табл. 1.
Образцы из латуни Л63 обрабатывались в электролитах № 1...28, из нержавеющей стали 20Х13 - в электролитах № 1,4,9,14,19,22 и 27. Шероховатость поверхности образцов из латуни Л63 после обработки в течение 3 мин снизилась с Ra=l,65...1,1 мкм до Ra=0,5...0,28 мкм, из нержавеющей стали 20Х13 - с Ra=1,2... 0,8
мкм до Ra=0,6...0,48 мкм.
Коррозионным испытаниям подвергались образцы - пластины из латуни Л63, обработанные при напряжении 300 В, температуре электролита 75 °С в течение 5 мин. В каждом электролите обрабатывалось по 2
группы из 3 образцов в каждой. При этом одна группа образцов после обработки промывалась в воде путем
однократного погружения и высушивалась на воздухе при температуре 20 °С. Вторая группа образцов после
обработки высушивалась на воздухе при температуре 20 °С без предварительной промывки в воде.
Таблица 1
Электролит
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Однозамещенный
1
2
10
18
19
-
Аммоний лимоннокислый, мас. %
Двухзамещенный
1
2
10
18
19
-
2
Трехзамещенный
1
2
10
18
19
BY 3604 C1
Продолжение таблицы 1
17
1
1
18
1
1
19
1
1
20
0,66
0,67
0,67
21
5
5
22
5
5
23
5
5
24
3
3
3
25
9
9
26
9
9
27
9
9
28
6
6
6
Примечание: вода - остальное.
Коррозионные испытания проводились при относительной влажности воздуха 80±5 % и температуре
20±5 °С. Образцы располагались вертикально в подвешенном состоянии. Визуально контролировался, согласно ГОСТ 9.041-74, момент появления первых очагов коррозии - отдельных точек, пятен, нитей и других
дефектов поверхности. По результатам измерений трех образцов в каждой группе рассчитывался средний
показатель коррозионной стойкости.
При исследовании стабильности электрогидродинамического режима обработки образцы - пластины из
латуни Л63 и нержавеющей стали 20Х13 обрабатывали при погружении их в электролит на глубину 30...40
мм. Температуру электролита устанавливали 40, 60 и 80° С с точностью ± 2 °С. Для каждой из указанной
температур для всех электролитов после включения напряжение электрического тока плавно увеличивали со
100 до 550 В и определяли минимальное напряжение, при котором устанавливался и стабильно удерживался
электрогидродинамический режим обработки, характеризующийся наличием около обрабатываемой поверхности динамически устойчивой парогазовой оболочки, отсутствием нагрева изделия, пены, искрообразования и резких колебаний тока в электрической цепи.
Точность обработки оценивалась по величине удельного съема металла. Обработку образцов - прутков проводили при напряжении 300 В, температуре электролита 75 ±2 °С в течение 3 мин. Величину съема определяли
путем взвешивания образцов до и после обработки на весах ВЛР 200 г.
Работоспособность электролитов оценивалась по количеству электричества, прошедшего через электролит, при котором наблюдалось снижение качества полирования или (и) нарушение электрогидродинамического режима.
Результаты испытаний представлены в табл. 2.
Образцы из латуни Л63, обработанные по известному способу, имели матовую поверхность со следами
травления, из стали 20Х13 - серую матовую поверхность также со следами травления. Образцы из латуни
Л63 и стали 20Х13, обработанные по заявляемому способу, имели гладкую блестящую поверхность.
Как следует из представленных в табл. 2 данных, коррозионная стойкость образцов из латуни Л63, обработанных по заявляемому способу и промытых в воде путем однократного погружения в 17... 30 раз (на
33,9...59,9 ч) выше по сравнению с коррозионной стойкостью образцов, обработанных по известному способу. Обработанные по заявляемому способу образцы и не промытые после обработки в воде имели коррозионную стойкость в 12...15 раз (на 3,2...4,3 ч) выше по сравнению с образцами, обработанными по известному
способу. Таким образом, заявляемый способ позволяет значительно снизить требования к качеству промывки изделий после обработки и существенно увеличить время хранения изделий после обработки до промывки,
обеспечивая высокую коррозионную стойкость поверхности без применения дополнительной технологической операции - пассивации.
По заявляемому способу в 2...2,4 раза для латуни Л63 и в 20...27 раз для нержавеющей стали 20Х13 снижен съем металла при обеспечении одинаковой достигаемой шероховатости поверхности по сравнению с известным способом. Это позволяет повысить точность обработки за счет более равномерного съема металла.
Уменьшение съема металла способствует также увеличению в 8...15,5 раз по сравнению с известным способом работоспособности электролита за счет меньшей выработки его компонентов.
Заявляемый способ по сравнению с известным обеспечивает высокую стабильность электрогидродинамического режима для широкого диапазона температур электролита и напряжений электрического тока. Это
расширяет технологические возможности заявляемого способа при обработке различных по конфигурации и
размерам изделий и в 1,5...1,7 раза снижает энергоемкость обработки.
3
BY 3604 C1
Таблица 2
Показатели
Коррозионная
стойкость, ч
Напряжение,
В
Без промывки
С промывкой
Температура
электролита,
°C
40
60
80
Удельный съем, мг/см2⋅мин
Работоспособность, А⋅ч/л
Латунь Л63
Электролит
9
10
4,3 4,4
46
58
240 210
205 150
170 130
1
0,3
2,1
245
210
200
2
430
3
4,2
49
540
450
330
4
3,6
53
300
260
230
5
4,6
50
195
170
150
6
190
160
150
7
470
360
8
3,9
52
490
405
300
15,3
-
6,4
6,6
6,4
6,4
-
6,9
7,3
2
-
17
24
26
-
-
18
21
11
180
140
120
12
520
420
320
13
4,6
49
420
360
280
14
4,4
62
200
170
140
15
3,5
56
160
130
120
16
150
125
120
17
3,9
36
530
420
310
18
4,2
41
520
410
305
6,8
6,8
-
7,1
7,7
7,0
7,0
6,7
6,8
23
-
-
16
18
20
-
17
16
Продолжение табл. 2
Показатели
Удельный съем, мг/см2⋅мин
19
3,6
52
510
410
300
7,0
20
4,5
56
520
420
300
6,9
21
4,2
50
270
220
190
7,2
22
4,1
38
260
210
180
7,2
Работоспособность, А⋅ч/л
16
17
22
22
Коррозионная
стойкость, ч
Напряжение,
В
Без промывки
С промывкой
Температура
электролита,
°С
40
60
80
Латунь Л63
Электролит
23
24
3,5 4,0
49
39
250 240
210 210
175 170
7,3 7,4
21
22
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
25
3,8
58
200
160
140
6,6
26
4,2
52
190
155
130
6,6
27
3,6
50
170
140
120
6,7
28
4,5
60
160
140
130
6,8
1
245
210
200
8,0
25
23
23
24
-
-
Нержавеющая сталь 20Х13
Электролит
4
9
14
19
22
300 240 200 510 250
260 205 170 410 210
230 170 140 300 175
0,4 0,4 0,3 0,3 0,3
27
170
140
120
0,3
31
27
29
26
23
27
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
131 Кб
Теги
by3604, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа