METHOD FOR TREATING AN ELECTROLYTE CONTAINING SODIUM NITRATE AT THE ELECTROCHEMICAL MACHINING OF METAL WORK PIECES

Abstract: 1. Process for treating electrolytes, containing sodium nitrate, in the electrochemical treatment of metallic workpieces, characterized in that the ammonium nitrate forming in the treatment is removed from the electrolyte by means of an ion exchanger (28).

Description: Verfahren zum Behandeln von Natrim-Nitrat haltigen Elektrolyten beim elektrochemischen Bearbeiten ne- tallischer Werkstücke. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Natrium-Nitrat (NaNO3) haltigen Elektrolyten beim elektrochemischen Bearbeiten metallischer Werkstücke Beim elektrochemischen Bearbeiten metallischer Werkstücke, z. B. beim elektrochemischen Konturbearbeiten, Entgraten, Aufweiten von Bohrungen, Honen von Zylinderlaufflächen bei Brennkraftmaschinen etc., werden in der Regel Natrium-Nitrat-Lösungen (NaNO3) als Elektrolyt verwendet. Die bei der elektrochemischen Bearbeitung ablaufenden chemischen Reaktionen setzen dabei Amonium- nitrat frei. Dieses Amoniumnitrat reichert sich in den beim Betrieb von elektrochemischen Bearbeitungsanlagen unvermeidlichen Salzverkrustungen an. Im Betrieb der Bearbeitungsanlage oder bei Reparaturen am Elektrolyt-Kreislauf kann es dann zu äusserst heftigen exothermen chemischen Reaktionen (Detonationen) kommen. Um dieser Gefahr vorzubeugen, sind gewisse Sicherheitsanforderungen zu beachten; vornehmlich ist in festgesetzten Zeitintervallen der Elektrolyt zu erneuern. Das Wechseln des Elektrolyten ist jedoch mit erheblichem Arbeitsaufwand und somit mit erhöhten Kosten verbunden. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gattungsgemässen Verfahrens, mit dem mit relativ geringemAuf- wand die Detonationsgefahr an elektrochemischen Bearbeitungsanlagen bei gleichzeitiger Verlängerung der Elektrolyt-Wechselintervalle eliminiert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Uberraschend hat sich gezeigt, dass mittels eines in den Elektrolyt-Krsis- lauf eingeschalteten Ionenaustauschers das Amoniumnitrat dem Elektrolyten wieder entzogen werden kann. Die hierbei ablaufende chemische Reaktion verläuft nach folgender chemischer Gleichung: EMI2.1 Gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 2 kann der Ionenaustauscher in Natriumform und für einen Einsatzbereich pH > 5 vorliegen, womit besonders günstige Ergebnisse erzielt werden konnten. Beispielsweise wurde ein schwachsaurer, makroskopischer Kationenaustauscher der Marke "Lewatit CNP 80 n der Firma Bayer/Leverkusen erfolgreich eingesetzt. Der Ionenaustauscher kann unmittelbar in den Elektrolyt Kreislauf integriert sein. Bevorzugt wird jedoch gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 3 eine Anordnung, bei der der Ionenaustauscher in einen Bypassdes Elektrolyt Kreislaufes eingeschaltet ist. Dadurch kann der Elektro lyt-Kreislauf ungedrosselt aufrechterhalten und trotzdem eine ausreichende Reduktion des Amoniumnitrates erzielt werden. Durch die Merkmale des Patentanspruches 4 wird eine vorzeitige Verschmutzung und Zusetzung der vorzugsweise in Natriumform vorliegenden Schüttung des Ionenaustauschers vermieden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Das dargestellte Blockschaltbild zeigt den Elektrolyt Kreislauf einer elektrochemischen Bearbeitungsanlage zum elektrochemischen Honen der Zylinderlauf flächen von Brennkraftmaschinen. Der Elektrolyt NaN03 wird aus einem Reservoir 2 über eine Pumpe 4 zu einer Bearbeitungsstation 6 gefördert, in der in bekannter Weise die elektrochemische Bearbeitung der Zylinderlaufflächen erfolgt. Durch die bei der anodischen Werkstoffauflösung auftretenden chemischen Reaktionen wird der Elektrolyt mit Amoniumnitrat (NH4N0a) angereichert. Nach dem Durchlauf der Bearbeitungsstation 6 strömt der Elektrolyt in einen Zwischenbehälter 8 und von dort'gefördert über eine weitere Pumpe 10in eine Klärstation 12, in der mittels eines Schrägklärers 14 und eines Schlammentwässerers 16 ein Grossteil des gelösten Werkstoffes bzw des Metallschlammes separiert wird. Der somit gereinigte Elektrolyt wird durch eine dritte Pumpe 18 zu einer Ozon-Behandlungsstation 20 geleitet, in der im Elektrolyten angelagertes Nitrit zu Nitrat oxidiert wird. Uber eine weitere Pumpe 22 schliesslich wird der Elektrolyt wieder dem Reservoir 2 zugeführt. In einen Bypass 24 des beschriebenen Elektrolyt-Kreis- laufes stromab des Reservoirs 2, jedoch stromauf der Bearbeitungsstation 6, sind ein Feinfilter 26 und ein Ionenaustauscher 28 eingeschaltet. In Bypass wird ständig ein vom Hauptstrom des Elektrolyt-Kreislaufes abgezweigter Anteil im Feinfilter 26 von mechanischen Verunreinigungen separiert und im Ionenaustauscher 28, einem schwachsauren, makroskopischen Kationenaustauscher in Natriumform (Lewatit CNP 80 der Firma Bayer) fUr einen Einsatzbereich pH > 5, das Amoniumnitrat nach der nachstehenden Gleichung entzogen. EMI4.1

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Behandeln von Natrium-Nitrat haltigen Elektrolyten beim elektrochemischen Bearbeiten metallischer Werkstücke, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Elektrolyten mittels eines Ionenaustauschers (28) das bei der Bearbeitung sich bildende Amoniumnitrat entzogen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Ionenaustauscher (28) in Natriumform für einen Einsatzbereich pH > 5 vorliegt. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Ionenaustauscher (28) in einen Bypass (24) des Elektrolyt-Rrelsaufes eingeschaltet ist. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Ionenaustauscher (28) ein Feinfilter (26) vorgeschaltet ist.

Inventors: HECK, KLAUS, DR., LINDNER, HORST JOACHIM, UFER, PETER PAUL
Applicants: AUDI AG
Application year: 1984
Main classification: B23H3
IPC codes: B23H3, C25F7