Електроліт для електрохімічної розмірної обробки глибоких отворів у деталях

Електроліт для електрохімічної розмірної обробки глибоких отворів у деталях на основі водного розчину азотнокислого натрію, який відрізняється тим, що у ролі органічної добавки він містить щавлевокислий натрій при слідуючому співвідношенні компонентів, г/л Азотнокислий натрій 100-200 Щавлевокислий натрій 4-20 Вода Решта Винахід належить до машинобудування, зокрема до електрохімічної розмірної обробки отворів у деталях типу труба із легованих конструкційних сталей, які містять легуючі елементи, такі як хром, нікель, молібден, ванадій та ІНШІ Винахід може використовуватись також для точної обробки отворів в деталях різної конфігурації Відомий електроліт для електрохімічної розмірної обробки металів, які містять легуючі компоненти у вигляді хрому, ванадію, молібдену та ІНШІ [1] Недоліками цього електроліту є великі параметри шорсткості обробленої поверхні Ra= 3,55,6мкм, високе забруднення шламом електроліту, внаслідок чого необхідно часто заміняти його на новий, великі витрати електроенергії - ЩІЛЬНІСТЬ струму сягає 9,5А/см2 В основу винаходу постановлено задачу створити електроліт, застосування якого може підвищити точність і якість обробки глибоких отворів в деталях із легованих конструкційних сталей, які містять легуючі елементи , такі як хром, нікель, молібден, ванадій та ІНШІ, а також зменшити питоме шламовміщення у електроліті при проведені технологічного процесу електрохімічної обробки І разом з тим зменшити питомі витрати електроенергії Це досягається тим, що в електроліт на основі водного розчину азотнокислого натрію, у ролі добавки додають щавлевокислий натрій при такому співвідношенні компонентів, г/л Азотнокислий натрій 100-200, Щавлевокислий натрій 4-20, Вода Решта Електрохімічній розмірній обробці глибоких отворів зазнавали деталі із легованої конструкційної сталі 38ХНЗМФА ГОСТ 4543-71 Найбільш електронегативним елементом у порівнянні з наявними в сталі хромом, нікелем, молібденом та ванадієм є залізо У нітратному електроліті у процесі анодного розчинення залізо створює оксид ГегОз, який має електронно-аніонну провідність з браком аніонів Таким чином, на поверхні сталі 38ХНЗМФА у процесі електрохімічної обробки (ЕХО) створюється суміш оксидів Fe, Cr, Ni, Mo, V, збагачена оксидом Fe2 Оз з переважно електронною провідністю (вихід ПО струму в розрахунку на Fe3+ при анодному розчинені армко-заліза у 15% ІЧаІЧОз не перевищує 20%) Для зниження електронної провідності належить легувати оксид Fe203 (2Fe3+302 анюами з меншим ступенем окислення , ніж аніон О 2 , тобто 1 Для того, щоб сталося вбудовування аніона у кристалічну решітку оксиду, необхідна його адсорбція на поверхні анода в конкуренції з аніонами ІЧОз Така адсорбція однозарядних аніонів можлива тільки в тому випадку, коли іонний радіус аніона менше, ніж у ІЧОз Іонний радіус аніона щавлевої кислоти RHOOCCO= 1,872HM, a R N o3 = 1,890Нм Легування оксиду ГегОз деякою КІЛЬКІСТЮ аніонів НООССОО підвищує його дефектність, отже його аніонну провідність, про що засвідчує деяке зростання швидкості обробки сталі 38ХНЗМФА у присутності добавки HOOCCOONa Таке вбудовування органічного аніона призводить до утворення водорозчинних органічних комплексів на поверхні ано (О ю C O 00 ю да Адсорбція утворених комплексів на поверхні анода забезпечує стабілізацію фізико-хімічних параметрів електроліту по довжині робочої зони, поліпшує змочування оброблюваної поверхні і таким чином сприяє формуванню біля анода шару, який здійснює сприятливий вплив на процеси згладжування мікрогеометрм поверхні анода (тобто оброблюваної деталі), зменшуючи параметри 58356 шорсткості Ra Крім цього, зв'язування ІОНІВ металів, які переходять в розчин при ЕХО, з молекулами органічної добавки та створення з нею водорозчинних комплексів призводить до істотного зменшення КІЛЬКОСТІ завислого шламу у електроліті, що підвищує термін його дії Склади випробуваних електролітів та прототипу наведено у таблиці 1 Таблиця 1 Концентрація, г/л Компоненти Склад № 1 Склад № 2 Склад№ 3 Склад№ 4 Азотнокислий натрій 150 100 200 150 Щавлевокислий на10 4 20 2 трій Хлористий натрій Дипдрат динатрієвої солі 2-(21,4 - динітрофенілазо)-і-амшо-8оксинаф-талш-3,6дису-льфокислоти (ДДСДФАОС) Вода решта решта решта решта Для перевірки ефективності запропонованого складу електроліта були здійснені порівняльні експерементальні випробування прототипа та складів електролітів, наведених у таблиці 1 (Склад 1-5) Електрохімічна обробка глибоких отворів проводилась на зразках із сталі 38ХНЗМФА з внутрішнім діаметром 30мм, довжиною 800-2400мм Режим обробки ЩІЛЬНІСТЬ струму - 0,14-0,18 А/см2, напруга - 13-16В, тиск електроліта на вході у міжелектродний проміжок (МЕП) - 0,5-0,8Мпа, Склад № 5 150 Прототип 150-180 ЗО 20-50 60 решта решта величина МЕП - 0,25мм, початкова шорсткість поверхні Ra = 0,6-0,8мкм, температура електороліту 17-21 °С, швидкість проходу 20-30мм/хв , витрати електроліту 20л/хв Результати порівняльних випробувань для запропонованого електроліту (склад 1-3 табл 1), електролітів за межами запропонованого електроліту (склад 4-5 табл 1) та прототипу наведені у таблиці 2 Таблиця 2 Склад електроліту №1 №2 №3 №4 №5 Прототип Шорсткість обробленої поверхні Ra, МКМ 0,13-0,26 0,25-0,35 0,15-0,30 0,46-0,52 0,42-0,48 3,5-5,6 Аналіз отриманих даних дозволив встановити, що якість обробки поверхні глибоких отворів при використанні електроліта запропонованого складу значно підвищується Показники шорсткості Ra значно нижчі, ніж при ЕХО в присутні електроліту прототипу При цьому суттєво зменшується питомий вміст шламу у електроліті Позитивний ефект підвищення якості поверхні досягнуть при значно менших показниках ЩІЛЬНОСТІ струму, що робить технологію розмірної обробки глибоких отворів у деталях менш енергоємною Комп'ютерна верстка О Лисенко ЩІЛЬНІСТЬ струму А/см2 0,14-0,18 0,14-0,18 0,14-0,18 0 14-0,18 0,14-0,18 9,5 Питоме Шламовміщення г/л 0,346 0,377 0,251 0,582 0,308 1,75-2,17 При використанні електролітів, склад яких виходить за межи запропонованого інтервалу концентрацій, якість обробленої поверхні погіршується Проведені випробування запропонованого електроліту доводять можливість його використання у промисловості при ЕХО деталей із легованих конструкцюних сталей Література 1 АС СССР № 815038 В23Н 3/08, 1993 р Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа,8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна