close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15388

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 25F 3/18
(2006.01)
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ
ОБРАБОТКИ МАГНИЯ И МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ,
В ТОМ ЧИСЛЕ ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ПОКРЫТИЙ
(21) Номер заявки: a 20101217
(22) 2010.08.12
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт энергетических и ядерных исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Куликов Иван Семенович;
Каменев Анатолий Яковлевич; Климова Людмила Александровна; Багаев Сергей Игоревич (BY)
BY 15388 C1 2012.02.28
BY (11) 15388
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт энергетических и ядерных
исследований - Сосны" Национальной
академии наук Беларуси (BY)
(56) BY 12957 C1, 2010.
JP 2003-027299 A.
JP 09241897 A, 1997.
EP 0745703 A1, 1996.
BY 7291 C1, 2005.
BY 3604 C1, 2000.
BY 8424 C1, 2006.
EP 1270767 A1, 2003.
(57)
Способ электролитно-плазменной обработки изделий из магния и магниевых сплавов,
в том числе перед нанесением покрытий, включающий обработку при напряжении 250350 В и температуре 70-90 °С в водном растворе хлористого калия, отличающийся тем,
что обработку ведут в течение 1-5 минут, а в раствор дополнительно вводят лимонную
кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:
хлористый калий
1-3
лимонная кислота
0,5-3,0
вода
остальное.
Изобретение относится к области электролитно-плазменной обработки поверхности
металлов с целью придания ей особых свойств, а именно: получения ювенильной (очищенной от загрязнений) поверхности, удаления наклепанного, поврежденного слоя, снятия микрозаусенцев и притупления острых кромок, сглаживания шероховатости
поверхности и полировки магния и магниевых сплавов.
Магний и магниевые сплавы в 1,5 раза легче алюминия и имеют более высокую
удельную прочность, хорошо гасят колебания, обладают определенной коррозионной
стойкостью, теплостойкостью и поэтому широко применяются для изготовления разнообразных деталей автомобилей, тракторов, несущих панелей приборов, текстильного и полиграфического оборудования, а также самолетов. Как правило, такие детали имеют
сложную форму, изготавливаются литьем, штамповкой, механической обработкой и дополнительно нуждаются в финишной обработке поверхности изделия либо в улучшении
качества поверхности под наносимые покрытия.
BY 15388 C1 2012.02.28
Сплавы магния, несмотря на близость потребительских свойств с алюминием, существенно различаются по химическим свойствам, и электролит для полировки алюминия и
алюминиевых сплавов не пригоден для их обработки. Поэтому создание способа, позволяющего осуществлять очистку деталей, снятие микрозаусенцев, притупление острых
кромок, снижение шероховатости и полировку магниевых сплавов, является актуальной
задачей в области расширения технологических возможностей электролитно-плазменной
обработки.
Известен электролит для плазменно-электролитного полирования изделий из алюминия и его сплавов, содержащий водный раствор хлористого калия 2-5 мас. %, щавелевой
кислоты 0,5-3,0 мас. % и глицерина 0,5-2,0 мас. % [1]. Электролит прекрасно полирует
алюминиевые сплавы, но не пригоден для полировки магния, так как магний в этом электролите покрывается толстым слоем темных окислов.
Известен способ электрохимической обработки металлических изделий, преимущественно из меди и медных сплавов, под гальванические покрытия, включающий анодную
обработку изделий в электрогидродинамическом режиме при напряжении 240-400 В и
температуре 70-90 °С в электролите, содержащем водный раствор фтористого аммония 13 мас. % и аммония лимоннокислого одно-, двух-, трехзамещенного или их смеси 15 мас. % [2]. Используемый в данном способе электролит бурно реагирует с магниевыми
сплавами с выделением газообразных продуктов реакции и формированием растравленной серой поверхности.
Наиболее близким по технической сущности является способ электролитноплазменной обработки металлической поверхности перед нанесением покрытий, включающий обработку при напряжении 240-380 В и температуре 65-90 °С в течение 1-3 минут в
электролите, содержащем водный раствор хлористого аммония 0,5-3,0 мас. % и хлористого калия 1-3 мас. % [3]. Однако этот способ не позволяет получить гладкую, блестящую
поверхность на магниевых сплавах, а лишь очищает изделия от лакокрасочных покрытий
и загрязнений. При этом сама поверхность магниевых сплавов остается окисленной.
Задачей настоящего изобретения является создание способа электролитно-плазменной
обработки изделий из магния и магниевых сплавов, в том числе перед нанесением покрытий.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в
очистке поверхности от лакокрасочных и других покрытий, окалины, загрязнений, удалении наклепанного, поврежденного слоя, снятии микрозаусенцев и притуплении острых
кромок, сглаживании шероховатости поверхности и полировке магния и магниевых сплавов как при финишной обработке, так и при подготовке перед нанесением покрытий.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе электролитноплазменной обработки изделий из магния и магниевых сплавов, в том числе перед нанесением покрытий, включающем обработку при напряжении 250-350 В и температуре 7090 °С в водном растворе хлористого калия, обработку ведут в течение 1-5 минут, а в раствор дополнительно вводят лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:
хлористый калий
1-3
лимонная кислота
0,5-3,0
вода
остальное.
Новый способ опробован при полировке изделий из магния и магниевых сплавов, изготовленных литьем, ковкой, прокаткой и механическим резанием. Экспериментально
установлено, что каждая из указанных компонент электролита совершенно необходима,
так как наблюдается синергетическое воздействие компонент на протекающие в пароплазменной подушке процессы: электрические, электрохимические, химические, а также
на баланс окисления и стравливания. Долговечность электролита сравнима с другими
двухкомпонентными электролитами. Он не разлагается при длительном хранении, однако
2
BY 15388 C1 2012.02.28
требует периодической стерилизации кипячением из-за того, что является хорошей питательной средой для плесневых грибков. Электролит утилизируется без проблем, так как не
содержит вредных компонентов.
В качестве первого примера конкретного осуществления предлагаемого способа проводилась обработка детали колеса авиалайнера с остатками старой антикоррозионной
краски при напряжении 250 В и температуре 70 °С в течение 5 минут в водном растворе,
содержащем хлористый калий 3 мас. % и лимонную кислоту 3 мас. %. После обработки в
течение первых 2 минут антикоррозионная краска была удалена, дальнейшая обработка
привела к удалению окисных пленок, снятию заусенец, притуплению острых кромок, а
также получению чистой блестящей поверхности. Однако обработка при вышеуказанных
параметрах деталей сложной формы показала, что наблюдается повышенная плотность
тока и некоторая неустойчивость пароплазменной подушки. Исходная шероховатость составляла Raисх. = 0,75 мкм, а после полировки шероховатость поверхности составила
Ra = 0,12 мкм.
В качестве второго примера конкретного осуществления предлагаемого способа проводилась обработка образцов литого магниевого сплава МЛ3 правильной формы, шлифованных на шкурке с размером зерна 50-80 мкм, при напряжении 300 В и температуре
80 °С в течение 2 минут в водном растворе, содержащем хлористый калий 2 мас. % и лимонную кислоту 1 мас. %. Исходная шероховатость поверхности составляла Raисх. =
0,63 мкм. После обработки получили блестящую, зеркальную, бездефектную поверхность
с равномерной шероховатостью Ra = 0,08 мкм.
В качестве третьего примера конкретного осуществления предлагаемого способа проводилась обработка образцов литого магниевого сплава МЛ2 при напряжении 350 В и
температуре 90 °С в течение 1 минуты в водном растворе, содержащем хлористый калий
1 мас. % и лимонную кислоту 0,5 мас. %. При низких концентрациях хлористого калия,
лимонной кислоты и температуре (70 °С) затруднено образование сплошной пароплазменной подушки, вследствие чего процесс становится неустойчивым, отмечаются
броски тока, сопровождающиеся разбрызгиванием электролита и срывом процесса, вследствие срабатывания токовой защиты. Только повышением температуры до 90 °С удается
несколько стабилизировать процесс и получить эффект очистки поверхности и умеренный
блеск. Исходная шероховатость поверхности составляла Raисх. = 0,63 мкм. После обработки получили поверхность с шероховатостью Ra = 0,24 мкм.
Параметры способа выбираются в зависимости от состава сплава, формы изделия, его
ориентации в технологической ванне, исходной и требуемой шероховатости поверхности,
технологии изготовления детали (ковка, литье, прокат, шлифовка). При обработке деталей
сложной формы необходимо тщательно подбирать параметры способа: с одной стороны, повышать электрическое напряжение, концентрацию электролита и его температуру для получения хороших результатов, а с другой - контролировать возможность при повышенной
температуре проявления бурного кипения электролита и интенсивного парообразования.
Предлагаемый способ электролитно-плазменной обработки изделий из магния и магниевых сплавов, в том числе перед нанесением покрытий, расширяет технологические
возможности метода, позволяя повысить эффективность и производительность при обработке ответственных деталей сложной формы, например челноков ткацких станков, деталей рулевого управления самолета и т.д., получить чистую, зеркальную поверхность как
финишную, так и перед нанесением всех видов покрытий. Способ электролитноплазменной обработки изделий из магния и магниевых сплавов, в том числе перед нанесением покрытий, можно также использовать при реставрации поверхности старогодных
деталей для снятия старой краски, защитных покрытий, окисных пленок без использования экологически вредных и пожароопасных реактивов: кислот, растворителей и моющих
растворов поверхностно-активных веществ.
3
BY 15388 C1 2012.02.28
Источники информации:
1. Патент РБ 7291, МПК C 25F 3/20, 2005.
2. Патент РБ 8424, МПК C 25F 3/16, 2006.
3. Патент РБ 12957, МПК C 25F 1/00, 2010 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
патент, by15388
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа