ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ИМПУЛЬСНОМ УНИПОЛЯРНОМ ТОКЕ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
ELECTROLYTE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSING OF SOLID ALLOYS BY PULSES UNIPOLAR CURRENT

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, для электрохимической обработки (ЭХО) металлокерамических твердых сплавов с применением импульсного униполярного тока.
Известен электролит (авторское свидетельство СССР N 833424, кл. В23Р 1/16, опубл. 1981) для размерной электрохимической обработки твердых сплавов с большим процентным содержанием кобальта сплава ВК20, который содержит следующие компоненты, масс.%:
аммоний азотнокислый - 5-10
натрий углекислый -0,8-1,2
калий двухромовокислый - 0,25-0,35
вода - остальное.
Недостатком данного электролита является невысокая скорость обработки, невысокое качество обработанной поверхности, высокая токсичность электролита за счет присутствия в электролите высокотоксичного бихромата калия, относящегося к 1 классу опасности по воздействию на организм человека, а также узкая номенклатура обрабатываемых материалов.
Известен электролит (авторское свидетельство СССР N 908563, кл. В23Р 1/16, опубл. 1982) для электрохимической размерной обработки спеченных твердых сплавов типа ВК (вольфрам - кобальт) при следующих соотношениях компонентов, вес.%:
гидроокись натрия (калия)
5-15
азотнокислый натрий (калий)
5-20
муравьинокислый натрий (калий)
0,5-8
Недостатком данного электролита является недостаточное высокое качество обработанной поверхности, высокое содержание в электролите гидроокиси натрия.
Наиболее близким по технической сущности и качеству обрабатываемой поверхности при ЭХО металлокерамических твердых сплавов является электролит (авторское свидетельство СССР N 319432, кл. В23Р 1/16, опубл. 1972) следующего состава, г/л:
натрий азотнокислый - 50-200
гидроокись натрия - 50-150
натрий щавелевокислый - 5-90
вода - остальное,
который был выбран нами в качестве прототипа.
Применение электролита указанного состава позволяет проводить электрохимическую обработку металлокерамических изделий с достаточно высокой производительностью обработки. Однако применение данного электролита не обеспечивает нужного качества обработанной поверхности и соблюдение экологической безопасности в связи с высоким содержанием щелочи в электролите и содержания токсичного для человека щавелевокислого натрия, а также не обеспечивает достаточную номенклатуру обрабатываемых материалов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение номенклатуры обрабатываемых материалов благодаря возможности обработки сплавов титанотанталовольфрамовой группы за счет введения в состав электролита калия бромистого.
Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение содержания щелочи в электролите, обеспечение низкой шероховатости поверхности после ЭХО за счет введения в состав электролита калия бромистого.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что электролит для электрохимической обработки металлокерамических твердых сплавов на основе натрия азотнокислого и гидроокиси натрия, согласно изобретению, содержит калий бромистый, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
натрий азотнокислый
8-15
гидроокись натрия
0,5-2
калий бромистый
0,5-2
вода
остальное
Для проверки эффективности предлагаемого электролита были проведены экспериментальные исследования по электрохимической обработке на электрохимическом копировально-прошивочном станке ЕТ500 при различных концентрациях компонентов в электролите металлокерамических твердых сплавов из трех существующих групп: вольфрамовой ВК 8, AG-25 (аналог российского ВК25), титановольфрамовой - Т5К10 и титанотанталовольфрамовой - ТТ20К9. В процессе обработки снимались параметры обработки, определялся коэффициент локализации электролита, а, следовательно, точность обработки. Проводилось измерение шероховатости поверхности на профилографе TaylorHobson 120.
Процесс обработки проводился при следующих параметрах:
напряжение - 12,5 В
величина межэлектродного зазора, мм - 0,1-0,02
температура электролита, °С - 20-25.
С целью изучения влияния отдельных компонентов электролита на производительность электрохимической обработки, качество обрабатываемой поверхности проводилась электрохимическая обработка при различных концентрациях компонентов в электролите. Приготовление предлагаемого электролита осуществлялось предварительным растворением компонентов в воде.
Пример 1.
Проводилась обработка сплава ВК8 в электролите, масс.%:
натрий азотнокислый - 8
натрия гидроокись - 0,5
калий бромистый - 0,5
вода - остальное.
При этом достигается скорость подачи ЭИ 0,1 мм/мин, шероховатость поверхности Ra-0,24 мкм.
Как видно из примера 1, процесс электрохимической обработки сплава вольфрамовой группы с высоким содержанием кобальта протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности.
Пример 2.
Проводилась обработка сплава титановольфрамовой группы - Т5К10 в электролите, масс.%:
натрий азотнокислый - 8
натрия гидроокись - 0,5
калий бромистый - 0,5
вода - остальное
Скорость подачи ЭИ составила 0,06 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,33 мкм.
Как видно из примера 2, процесс электрохимической обработки протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности сплава из титановольфрамовой группы.
Пример 3.
Проводилась обработка сплава титанотанталовольфрамовой группы - ТТ20К9 в электролите, масс.%:
натрий азотнокислый - 8
натрия гидроокись - 0,5
калий бромистый - 0,5
вода - остальное.
При этом скорость подачи ЭИ составила 0,05 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,30 мкм.
Как видно из примера 3, процесс электрохимической обработки протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности сплава титанотанталовольфрамовой группы.
Пример 4.
Проводилась обработка сплава AG25 в электролите состава, масс.%:
натрий азотнокислый - 12
натрия гидроокись -1,5
калий бромистый - 2
вода - остальное
при напряжении источника питания - 12,5 В. При этом скорость подачи ЭИ составила 0,095 мм/мин, шероховатость поверхности Ra - 0,57 мкм.
Как видно из примера 4, процесс электрохимической обработки сплава вольфрамовой группы с высоким содержанием кобальта протекает в электролите с низким содержанием гидроокиси натрия. При этом достигается высокая скорость ЭХО и низкая шероховатость поверхности.
Итак, заявляемое изобретение позволяет уменьшить содержание щелочи в электролите, без ухудшения качества обработанной поверхности, расширить номенклатуру обрабатываемых материалов благодаря возможности обработки сплавов титанотанталовольфрамовой группы за счет введения в состав электролита калия бромистого.