DE1258232B

DE1258232B - Electrolyte for electrolytic metal removal

Info

Publication number: DE1258232B
Application number: DEG38611A
Authority: DE
Inventors: George Charles Kennedy
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-09-19
Filing date: 1963-09-05
Publication date: 1968-01-04
Also published as: GB985158A; CH428369A; US3230160A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

C23bC23b

Deutsche KL: 48 a - 3/02German KL: 48 a - 3/02

Nummer: 1 258 232Number: 1 258 232

Aktenzeichen: G 38611 VI b/48 aFile number: G 38611 VI b / 48 a

Anmeldetag: 5. September 1963Filing date: September 5, 1963

Auslegetag: 4. Januar 1968Open date: January 4, 1968

Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten für die elektrolytische Metallabtragung.The invention relates to an electrolyte for electrolytic metal removal.

Zur Erzielung einer ausreichenden Leitfähigkeit, d. h. zur Herabsetzung des Widerstands, werden die verschiedensten Salze, Säuren u. dgl. verwendet. Viele Elektrolyte sind jedoch stark korrodierend für die Einrichtung oder greifen interkristallin das Werkstück an. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die Leitfähigkeit so eingestellt wird, daß man optimale Zuführungsgeschwindigkeiten zwischen Werkzeug und Werkstück zur Erzielung einer maximalen Materialentfernung erhält.To achieve sufficient conductivity, i. H. to reduce resistance, the various salts, acids and the like are used. However, many electrolytes are highly corrosive to them Set up or attack the workpiece in an intergranular manner. This is especially true when the conductivity is set so that you get optimal feed speeds between tool and Workpiece to achieve maximum material removal.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Elektrolyten, welcher eine üblicherweise verwendete metallische Einrichtung vor Korrosion schützt, einen interkristallinen Angriff eines metallischen Werkstücks vermeidet, bei optimalen Materialentfernungsgeschwindigkeiten in bezug auf die Leitfähigkeit arbeitet und nicht gesundheitsschädlich ist.The object of the invention is to provide an electrolyte which is a commonly used metallic one Equipment protects against corrosion, an intergranular attack on a metallic workpiece avoids, at optimal material removal speeds works in terms of conductivity and is not harmful to health.

Der erfindungsgemäße Elektrolyt besteht im wesentliehen aus einer wäßrigen Lösung von 90 bis 240 g Natriumformiat und etwa 20 bis 80 g Natriumnitrit pro Liter Wasser. Bei der wirksamsten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Elektrolyt aus etwa 120 g Natriumformiat und etwa 25 g Natriumnitrit pro Liter Wasser.The electrolyte according to the invention consists essentially from an aqueous solution of 90 to 240 g of sodium formate and about 20 to 80 g of sodium nitrite per liter of water. In the most effective and preferred embodiment of the invention, there is Electrolyte made from about 120 g of sodium formate and about 25 g of sodium nitrite per liter of water.

Von den zwei in dem erfindungsgemäßen Elektrolyten enthaltenen Salzen liefert das Natriumformiat den Hauptbeitrag zur elektrischen Leitfähigkeit, während das Natriumnitrit in erster Linie eine Korrosionsbeständigkeit verleiht. Die Verwendung von Natriumformiat allein in wäßrigen Elektrolyten ist aus der deutschen Patentschrift 748 265 bekannt.Of the two salts contained in the electrolyte according to the invention, the sodium formate provides the main contribution to electrical conductivity, while the sodium nitrite is primarily a corrosion resistance confers. The use of sodium formate alone in aqueous electrolytes is off the German patent 748 265 known.

Bei Lösung von Natriumformiat in Wasser sinkt der ohmsche Widerstand der Lösung von etwa 20 Ohm bei etwa 50 g/l auf etwa 9 Ohm bei 400 g/l. Werden Natriumformiat und Natriumnitrit in einer wäßrigen Lösung vereint, nimmt der ohmsche Widerstand weiter ab, so daß bei 50 g Natriumformiat pro Liter und etwa 175 g Natriumnitrit pro Liter der spezifische Widerstand einer wäßrigen Lösung zwischen 7 und 7,5 Ohm beträgt. Das gleiche gilt bis zu einer Konzentration von etwa 300 g Natriumformiat pro Liter mit der gleichen Menge Natriumnitrit. Wird Natriumnitrit zu einer Lösung, enthaltend zwischen etwa 50 und 300 g Natriumformiat pro Liter, zugegeben, so nimmt der spezifische Widerstand der Lösung fortschreitend ab, bis er bei einer Konzentration von etwa 400 g Natriumnitrit pro Liter zwischen 5 und 5,5 Ohm beträgt.When sodium formate is dissolved in water, the ohmic resistance of the solution drops from about 20 ohms at about 50 g / l to about 9 ohms at 400 g / l. Are sodium formate and sodium nitrite in an aqueous Solution combined, the ohmic resistance continues to decrease, so that at 50 g of sodium formate per liter and about 175 g of sodium nitrite per liter, the resistivity of an aqueous solution between 7 and 7.5 ohms. The same applies up to a concentration of about 300 g sodium formate per liter with the same amount of sodium nitrite. Sodium nitrite turns into a solution containing between about 50 and 300 g of sodium formate per liter are added, the resistivity of the solution increases progressively until it is between 5 and 5.5 ohms at a concentration of about 400 g sodium nitrite per liter amounts to.

Die Wirkung von Natriumnitrit in Wasser als korrosionsverhinderndes Mittel ist bekannt. Zur Erzielung Elektrolyt für die elektrolytische
MetallabtragungThe effect of sodium nitrite in water as an anti-corrosion agent is known. To obtain electrolyte for the electrolytic
Metal removal

Anmelder:Applicant:

General Electric Company, Schenectady, N. Y.General Electric Company, Schenectady, N.Y.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser und
Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Dipl.-Ing. E. Prince, Dr. G. Hauser and
Dipl.-Ing. G. Leiser, patent attorneys,
8000 Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

George Charles Kennedy, Cincinnati, OhioGeorge Charles Kennedy, Cincinnati, Ohio

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. September 1962
(224 834)Claimed priority:
V. St. v. America 19 September 1962
(224 834)

einer Korrosionsbeständigkeit für Einrichtung und Werkstück, welche durch das Natriumnitrit bedingt wird, sowie eines geringen spezifischen Widerstands und somit einer hohen Leitfähigkeit, die sich durch die Kombination von Natriumnitrit mit Natriumformiat ergibt, wäre daher zu erwarten, daß große Mengen Natriumnitrit geeigneter wären. Es wurde jedoch gefunden, daß bestimmte Natriumnitritmengen für das Werkstück schädlich sind, indem sie einen interkristallinen Angriff verursachen. Man nimmt an, daß dies zum Teil auf Streuströme zurückzuführen ist, die wiederum aus dem geringeren Widerstand der größere Natriumnitritmengen enthaltenden Lösungen resultieren. Ein gut ausbalancierter Elektrolyt für die elektrolytische Metallabtragung braucht deshalb nicht unbedingt die höchste Leitfähigkeit aufzuweisen.Corrosion resistance for equipment and workpiece, which is caused by the sodium nitrite is, as well as a low specific resistance and thus a high conductivity, which is characterized by the combination of sodium nitrite with sodium formate would therefore be expected to be large Amounts of sodium nitrite would be more appropriate. However, it has been found that certain amounts of sodium nitrite are harmful to the workpiece by causing an intergranular attack. One assumes that this is partly due to stray currents, which in turn result from the lower resistance of the Solutions containing larger amounts of sodium nitrite result. A well-balanced electrolyte for the Electrolytic metal removal therefore does not necessarily have to have the highest conductivity.

Ein Diagramm von wäßrigen Lösungen der beiden Salze, nämlich Natriumformiat und Natriumnitrit, zeigt spezifische Widerstandsabschnitte, die günstiger scheinen könnten als die der Erfindung. Es wurde jedoch gefunden, daß die besondere Zusammensetzung von 120 bis 240 g Natriumformiat und 25 bis 70 g Natriumnitrit pro Liter Wasser überraschenderweise einen Elektrolyten ergibt mit einem optimalen Gleichgewicht zwischen (1) einem relativ niedrigen spezifischen Widerstand, (2) einem Widerstand der Einrichtung gegen Korrosion und (3) einem WiderstandA diagram of aqueous solutions of the two salts, namely sodium formate and sodium nitrite, shows specific resistance sections that might seem more favorable than those of the invention. It was however, found that the particular composition of 120 to 240 g of sodium formate and 25 to 70 g Sodium nitrite per liter of water surprisingly results in an electrolyte with an optimal balance between (1) a relatively low resistivity, (2) a device resistance against corrosion and (3) resistance

709 717/521709 717/521

gegen einen interkristallinen Angriff des Materials des Werkstücks. Es wurde gefunden, daß wäßrige Elektrolytlösungen, die weniger als etwa 90 g Natriumformiat und bis zu etwa 80 g Natriumnitrit pro Liter Wasser enthalten, einen außerordentlich hohen spezifischen Widerstand aufweisen. Diese Lösungen eignen sich daher weniger als Elektrolyt.against an intergranular attack on the material of the workpiece. It has been found that aqueous electrolyte solutions, which are less than about 90 grams of sodium formate and up to about 80 grams of sodium nitrite per liter Contain water, have an extremely high specific resistance. These solutions are suitable therefore less than electrolyte.

Die Werte in der folgenden Tabelle 1 sind typisch für eine große Vielzahl der untersuchten Lösungen. Wie die Beispiele 1, 2 und 3 zeigen, ist der Bereich von 25 bis 70 g Natriumnitrit und 120 bis 240 g Natriumformiat pro Liter Wasser in bezug auf eine Grübchenbildung in der Probe besonders bevorzugt. Die Beispiele 4 und 5 zeigen, daß Natriumnitrit allein oder in Anwesenheit von zuviel Natriumformiat keine Grubchenbildung in der Probe verhindert. Beispiel 6 zeigt ferner, daß eine große Menge Natriumnitrit im Hinblick auf eine Grübchenbildung schädlicher sein kann als die relativ große Menge Natriumformiat im Beispiel 5.The values in Table 1 below are typical of a large number of the solutions tested. As Examples 1, 2 and 3 show, the range is from 25 to 70 grams of sodium nitrite and 120 to 240 grams of sodium formate per liter of water is particularly preferred in terms of pitting in the sample. The examples 4 and 5 show that sodium nitrite alone or in the presence of too much sodium formate does not pitting prevented in the sample. Example 6 also shows that a large amount of sodium nitrite in view of can be more detrimental to pitting than the relatively large amount of sodium formate in the Example 5.

Table 1

Wäßrige LösungenAqueous solutions

2525th

3030th

3535

4040

Die günstigste Menge Natriumformiat in dem erfindungsgemäßen Elektrolyt beträgt etwa 120 g pro Liter Wasser in Anwesenheit einer bestimmten Menge Natriumnitrit. Die Daten in Tabelle 2 zeigen, daß bei einer solchen Menge Natriumformiat weniger als etwa 20 g Natriumnitrit pro Liter eine sehr starke Korrosion ergeben, wobei etwa 20 g/l einen Punkt darstellen, bei welchem nur eine leichte Korrosion der Probe eintritt. Es wurde gefunden, daß bei etwa 25 bis 80 g Natriumnitrit pro Liter Wasser eine solche Lösung keine Korrosion der Probe ergab, während bei etwa 80 g/l die Oberfläche der Probe eine Grübchenbildung zeigte.The most favorable amount of sodium formate in the electrolyte according to the invention is about 120 g per Liters of water in the presence of a certain amount of sodium nitrite. The data in Table 2 show that with such an amount of sodium formate less than about 20 g sodium nitrite per liter a very strong one Result in corrosion, with about 20 g / l representing a point at which only slight corrosion of the Sample occurs. It has been found that around 25 to 80 g of sodium nitrite per liter of water is such Solution did not corrode the sample, while at about 80 g / L the surface of the sample pitted showed.

Tabelle 2
Wäßrige Lösung mit 120 g je Liter HCOONaTable 2
Aqueous solution with 120 g per liter of HCOONa

Bei
spielat
game NaNO₂
(g/l)NaNO ₂
(g / l) HCOONa
(g/l)HCOONa
(g / l) Zustand der ProbeCondition of the sample 11 2525th 120120 keine Grübchenbildungno pitting 22 7070 210210 keine Grübchenbildungno pitting 33 7070 240240 keine Grübchenbildungno pitting 44th 4040 00 sehr starke Grübchen
bildungvery strong dimples
education 55 4040 300300 leichte Grübchenbildungslight pitting 66th 300300 4040 sehr starke Grübchen
bildungvery strong dimples
education

NaNO₂
(g/l)NaNO ₂
(g / l) ErgebnisseResults 16
20
25
8016
20th
25th
80 sehr stark korrodiert
leicht korrodiert
keine Korrosion
Grübchenbildung in der Oberflächevery badly corroded
slightly corroded
no corrosion
Pitting in the surface

Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich somit, daß ein in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich fallender Elektrolyt eine außergewöhnliche Kombination einer Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche mit einer Widerstandsfähigkeit gegen einen interkristallinen Angriff sowie die richtige Leitfähigkeit ergibt. Dies trifft insbesondere für einen aus im wesentlichen 25 bis 70 g Natriumnitrit und 120 bis 240 g Natriumformiat pro Liter Wasser bestehenden Elektrotyten zu. Vom wirtschaftlichen und gesundheitlichen Standpunkt aus sowie im Hinblick auf optimale Materialentfernungsgeschwindigkeiten hat sich gezeigt, daß ein etwa 25 g Natriumnitrit und etwa 120 g Natriumformiat pro Liter Wasser enthaltender Elektrolyt besonders günstig ist.It follows from the foregoing that an electrolyte falling within the composition range of the present invention is an exceptional one Combination of a corrosion resistance of the surface with a resistance to a intergranular attack as well as the correct conductivity results. This is especially true for someone from im essentially 25 to 70 g of sodium nitrite and 120 to 240 g of sodium formate per liter of water Electrotytes too. From an economic and health point of view as well as in terms of optimal material removal rates have been found to be about 25 grams of sodium nitrite and about 120 g of sodium formate per liter of water-containing electrolyte is particularly favorable.

Ein aus Natriumchlorid und Wasser bestehender Elektrolyt wurde für elektrochemische Bearbeitungsverfahren, bei denen eine Korrosion und eine Grübchenbildung kein Problem bildet, bereits verwendet. Es wurde jedoch gefunden, daß Lösungen von Natriumchlorid und Natriumnitrit in den meisten Mengenanteilen eine starke oberflächliche Grübchenbildung in dem Werkstück oder eine starke Korrosion der Einrichtung mit oder ohne verschiedene Mengen Natriumformiat nicht verhindern.An electrolyte consisting of sodium chloride and water was used for electrochemical machining processes, in which corrosion and pitting are not a problem have already been used. However, it has been found that solutions of sodium chloride and sodium nitrite in most proportions severe superficial pitting in the workpiece or severe corrosion of the Do not prevent establishment with or without varying amounts of sodium formate.

Claims

Patent claims:

1. Aqueous electrolyte containing sodium formate for electrolytic metal removal, thereby characterized in that it contains 90 to 240 g of sodium formate and 20 to 80 g of sodium nitrite per liter of water.

2. Electrolyte according to claim 1, characterized in that it contains 120 to 240 g of sodium formate and Contains 25 to 70 g sodium nitrite per liter of water.

3. Electrolyte according to claim 2, characterized in that it contains about 120 g of sodium formate and contains about 25 g sodium nitrite per liter of water.

Considered publications:
German patent specification No. 748 265.