DE1298388B - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Bearbeitung eines metallenen Werkstoffes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Bearbeitung eines metallenen WerkstoffesInfo
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- B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
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Description
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten
anordnet, daß zwischen Werkstück und Elektrode io Art der Elektrolyt mit einem Gas vermischt wird,
eine Lücke verbleibt; durch welche man einen Elek- wobei das Gasvolumen — bezogen auf Atmosphärentrolyten
strömen läßt. Bei anodischer Schaltung des druck — mindestens dem gasfreien Elektrolytvolu-Werkstücks
erfolgt bei Stromfluß durch den durch men entspricht.
die Lücke strömenden Teil des Elektrolyten im Werk- Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs-
stück eine elektrolytische Erosion, wodurch in dem 15 gemäßen Verfahrens besteht darin, daß man den
Werkstück eine Vertiefung, Aussparung, Öffnung Elektrolyt mit dem Gas in Form eines Sprühnebels
od. dgl. von ähnlicher Form, wie sie die Bearbeitungs- vermischt.
elektrode aufweist, gebildet wird. Ein derartiges elek- Die Erfindung besteht weiter in einem Gerät zur
trolytisches Bearbeitungsverfahren eignet sich mit elektrolytischen Bearbeitung eines metallenen Werkgroßem Nutzen insbesondere zur Herstellung von ao Stücks. Bei einer Ausfuhrungsform mündet in die
Vertiefungen, Aussparungen und Öffnungen von sehr Elektrolytzuführungsleitung eine zweite Rohrleitung
verwickelter Form in metallenen Werkstücken sowie zur Zuführung des Gases ein, welche vorzugsweise
für die Herstellung von Bohrungen in Körpern aus im Inneren der ersten in Strömungsrichtung des
sehr harten Metallen. Elektrolyten abgebogen ist. Hierbei kann die Elek-
Bei diesen Verfahren hängt die Genauigkeit der 35 trolytzuführungsleitung vorteilhaft hinter der Gas-Bearbeitung
in hohem Maß von der Geschwindigkeit einführung als Venturirohr ausgebildet sein,
des durch den Bearbeitungsspalt strömenden Elektro- Eine zweite Ausführungsform besteht darin, daß
des durch den Bearbeitungsspalt strömenden Elektro- Eine zweite Ausführungsform besteht darin, daß
lyten ab, so daß bei niedriger Strömungsgeschwindig- in die Gaszuführungsleitung eine zweite Leitung zur
keit es schwierig ist, Vertiefungen herzustellen, die in Zuführung und Zerstäubung des Elektrolyten einihrer
Form genau derjenigen der Elektrode ent- 30 mündet und vorzugsweise in Gasströmungsrichtung
sprechen. Infolge der hohen Einströmgeschwindig- abgebogen ist. Hierbei kann die Gaszuführungsleitung
keit des Elektrolyten in den Spalt treten um die Aus- kurz hinter der Elektrolyteinführung als Venturirohr
mündung der Bohrung für die Zuführung des Elektro- ausgebildet sein.
lyten radiale Kavitationen auf, die von winzigen Un- Eine weitere Ausführungsform sieht vor, das Geregelmäßigkeiten
dieser Mündung, von Unregel- 35 rät mit einem geschlossenen Gehäuse zu umgeben,
mäßigkeiten der zu bearbeitenden Oberfläche und der Ferner kann an Stelle des offenen Behälters für den
Elektrode oder von einer Ablenkung der Strömung Elektrolyten ein geschlossener Behälter eingesetzt
des Elektrolyten u. dgl. herrühren. Diese Kavitationen werden.
bleiben bestehen und machen sich auf der zu bearbei- Die Erfindung sieht weiterhin einen Elektrolyten
tenden Fläche des Werkstücks bemerkbar, so daß die 40 vor, der aus einer wäßrigen Lösung von 10 bis 30 %
betreffenden Teile der Arbeitsfläche nicht der Elektrolyse unterworfen sind und radiale Streifen auf den
fertig bearbeiteten Flächen des Werkstücks entstehen.
Diese Streifen entsprechen in ihrer Lage und Form
den Kavitationserscheinungen.
fertig bearbeiteten Flächen des Werkstücks entstehen.
Diese Streifen entsprechen in ihrer Lage und Form
den Kavitationserscheinungen.
Schließlich sammeln sich infolge des Druckabfalls des Elektrolyten beim Ausspritzen aus der Bohrung
neben dieser Staub- und Fremdkörper an. Diese Ansammlung bedingt einerseits einen hohen Druckverlust
des dem Spalt zugeführten Elektrolyten und damit eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit
und andererseits das Verursachen von Kurzschlüssen zwischen Werkstück und Bearbeitungselektrode. Diese führen meistens zu Lichtbogenentladungen
zwischen Werkstück und Bearbeitungselektrode, wodurch sowohl die zu bearbeitende
Fläche des Werkstücks als auch die Arbeitselektrode beschädigt werden. Gleichzeitig ist die Gefahr nicht
auszuschließen, daß diese Lichtbogenentladung ein
Gasgemisch aus den während der Elektrolyse entwik- 60 Kobalt-Systems werden mit Elektrolyten behandelt,
kelten Wasserstoff und Luft entzündet und damit welche 4 bis 20% Natriumchlorid oder Kaliumchloeine
Knallgasexplosion verursacht. rid sowie 10 bis 30 % Natriumhydroxyd oder Kalium-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydroxyd enthalten.
Verfahren zur elektrolytischen Bearbeitung elektrisch Für Wolframcarbid-Titancarbid-Kobalt-Legierun-
leitfähigen Materials sowie ein Gerät zur Ausführung 65 gen werden vorzugsweise chloridfreie Elektrolyte verdieses
Verfahrens zu schaffen, wodurch unter Ein- wendet, welche 4 bis 20% Natriumhydroxyd oder
haltung hoher Genauigkeit glatte Werkstücksober- Kaliuminydroxyd sowie 2 bis 15% Natriumnitrat
flächen unter Vermeidung aller Kavitationserschei- oder Kaliumnitrat enthalten.
Natriumchlorid sowie 1 bis 20% Natriumnitrat, bezogen auf das Gewicht der Lösung, besteht und der
für die Bearbeitung von Eisen und Stählen geeignet ist. Für diesen Zweck ebenfalls geeignet ist ein Elektrolyt,
welcher an Stelle des Natriumnitrats 0,5 bis 10 Volumprozent einer etwa 13 η-Salpetersäure enthält.
Diese Elektrolyten sind auch für die elektrolytische Bearbeitung von Spezialwerkzeugstählen, wie
z.B. Chrom-, Wolfram-, Kobalt-Stählen, geeignet.
Für die elektrolytische Bearbeitung von Aluminium sind schwach alkalische Bäder vorgesehen, welche
10 bis 30% Natriumchlorid sowie 0,3 bis 8% Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd oder 0,7 bis
12% Natriumcarbonat enthalten.
Stellit kann mit einer wäßrigen Lösung behandelt werden, die 10 bis 30% Natriumchlorid oder Kaliumchlorid
sowie 0,1 bis 5% Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd enthalten.
Extrem harte Sinterlegierungen des Wolframcarbid-
3 4
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der duzierventils 18 und einer Rohrleitung 19 an die
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt axiale Bohrung 13 angeschlossen. Das Reduzierventil
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im 18 sitzt am Auslaß der Gasflasche 17 und dient dazu,
Vertikalschnitt, einer Ausführungsform der erfin- den Druck des ausströmenden Gases auf eine geeigdungsgemäßen
Vorrichtung, 5 nete Höhe einzustellen.
F i g. 2 einen Teil des Geräts nach F i g. 1 im Zum Anlegen der Betriebsspannung an das Werk-
Schnitt und in vergrößertem Maßstab, stück 5 und an die Elektrode 9 ist eine Gleichstrom-
F i g. 3 a und 3 b Ansichten bearbeiteter Flächen quelle 20 vorgesehen, deren positive Klemme über
von Werkstücken, und zwar nach dem bisherigen eine Leitung 21 und das Aufspannelement 3 an das
Verfahren bzw. nach dem erfindungsgemäßen Ver- io Werkstück 5 angeschlossen ist, während die negative
fahren bearbeitet, Klemme über eine Leitung 22 und den Elektroden-
F i g. 4 die Kennlinien der Verteilung des Flüssig- halter 12 an die Elektrode 9 angeschlossen ist.
keitsdrucks im Arbeitsspalt, Zur Inbetriebnahme wird die Vorrichtung 16 für
Fig. 5 die Kennlinien der Strömungsgeschwindig- den Umlauf des Elektrolyten angetrieben, um den
keit eines Bearbeitungsfluidums im Spalt, 15 Elektrolyten aus dem Behälter 14 zu fördern. Gleich-
Fig. 6 einen Teilschnitt eines Mischgeräts für die zeitig wird das Ventil 18 geöffnet, damit das Gas
Beimischung eines Gases zu dem Elektrolyten, unter geeignetem Druck in die Rohrleitung 15 ein-
F i g. 7 eine Ansicht einer weiteren Ausführungs- treten kann, in welcher es sich mit dem Elektrolyten
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mischt. Das resultierende Gemisch aus Elektrolyt und
F i g. 8 eine Modifikation des Mischgeräts nach ao Gas gelangt durch die axiale Bohrung 13 in dem
Fig, 6, Elektrodenschaft 8 hindurch in den Spalt 11, trifft
F i g. 9 eine Ansicht einer weiteren Ausf ührungs- hier zunächst auf die zu bearbeitende Fläche 10 des
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Werkstücks 5 auf und breitet sich dann radial in allen
F i g. 10 eine weitere Modifikation der erfindungs- Richtungen um den Auftreffpunkt aus. Das Gemisch
gemäßen Vorrichtung. 35 fließt also durch den Spalt U längs der Arbeitsfläche
In allen Figuren sind die gleichen Bestandteile mit 10 nach außen, bis es zwangläufig durch den Raum
den gleichen Kennzahlen bezeichnet. zwischen den Rändern der Elektrodenscheibe 9 und
Die F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfin- der Arbeitsfläche 10 hindurch ausgestoßen wird. Die
dungsgemäßen Vorrichtung zur elektrolytischen Be- Flüssigkeit spaltet sich in das Gas und den Elektroarbeitung
metallener Werkstücke. Das hier dar- 30 lyten, welcher seinerseits auf den Mantel 6 auftrifft
gestellte Gerät besteht aus einer Senkvorrichtung 1 und dann in den Behälter 14 abläuft,
einschließlich eines Elektromotors und der zugehöri- Bei Verwendung des Werkstücks 5 als Anode und
gen Teile für die Einstellung eines Spalts zur Bearbei- der Elektrodenanordnung 7 als Kathode wird in dem
tung des Werkstücks, einem beweglichen zylindri- Elektrolyten das Metall an dem Teil des Werkstücks 5
sehen Bauelement 2 für eine Axialbewegung, die von 35 herausgelöst, welcher der Elektrode 9 gegenübersteht,
der Servovorrichtung gesteuert wird, mit erweitertem und bei fortschreitender Elektrolyse wird nun dieser
Kopf an dem der Servovorrichtung abgewandten Teil des Werkstücks 5 allmählich zu einer Form aus-Ende.
An diesem erweiterten Kopf ist ein Aufspann- gehöhlt, welche derjenigen der Elektrode 9 entspricht,
teil 3 unter Zwischenschaltung einer Isolierplatte 4 in diesem Fall also einen kreisförmigen Querschnitt
starr befestigt. An der freien Stirnfläche des Auf- 40 hat. Das Werkstücks wird von der Servovorrichspannelements
3 wird ein Werkstück 5 abnehmbar tung 1 auf die Elektrodenanordnung 7 zu bewegt, um
befestigt, wobei das letztere von einer Zylindermantel- seinen Hohlraum allmählich zu vertiefen, bis die gehülle
6 umgeben ist, welche mit dem einen Ende an wünschte Öffnung 23 gebildet ist, die in ihrer Form
der Isolierplatte 4 angebracht ist. Zu einer als Ganzes der Bearbeitungselektrode entspricht,
mit 7 bezeichneten Bearbeitungselektrode gehört ein 45 Im folgenden soll der Einfluß des Drucks der Behohler
Schaft 8 sowie die eigentliche gelochte Elek- arbeitungsflüssigkeit beim Durchströmen durch den
trode 9 in Form einer Scheibe, die am Außenumfang Spalt 11 beschrieben werden. Die unter Druck
des Schaftes an einem Ende desselben befestigt ist stehende Bearbeitungsflüssigkeit besitzt beim Auf-
und sich in den Mantel 6 hinein erstreckt. Die Elek- treffen auf die zu bearbeitende Fläche 10 des Werktrode
9 steht einer zu bearbeitenden Fläche 10 des 50 Stücks 5 ihren maximalen Druck, der dann allmäh-Werkstücks
5 gegenüber und bildet mit derselben lieh beim Durchströmen durch den Spalt 11 nach deseinen
Spalt 11, wie am besten aus der F i g. 2 ersieht- sen Umfang hin abnimmt. Beim Austritt aus dem
Hch ist. Das andere Ende des Schaftes 8 geht durch Spalt 11 steht die Flüssigkeit im wesentlichen unter
einen Elektrodenhalter 12 hindurch, an dem der Atmosphärendruck. Wie leicht einzusehen ist, wird
Schaft starr befestigt ist. Eine axiale Bohrung 13 mün- 55 durch die Druckänderung der Bearbeitungsflüssigkeit
det in den Spalt 11 aus. ebenfalls eine Änderung des Volumens des von der
Ein offener Behälter 14 zur Aufnahme des Elek- Bearbeitungsflüssigkeit mitgeführten Gases bewirkt,
trolyten ist direkt unterhalb des Spalts 11 angeordnet. und zwar dehnt sich das Gas nach dem Umfang des
Eine Rohrleitung 15 für den Durchfluß des Elektro- Spaltes 11 zu aus. Durch diese Expansion des Gases
lyten taucht mit dem einen Ende in den Behälter 14 60 wird die Strömung des Elektrolyt-Gas-Gemisches
ein, während das andere Ende an die axiale Bohrung durch den Spalt 11 stark gestört, wodurch die Bildung
13 des Elektrodenschaftes 8 angeschlossen ist. In der der vorerwähnten Kavitationen sehr erschwert wird,
Rohrleitung 15 befindet sich eine Vorrichtung 16 für selbst wenn die Mündung der Zuleitung des Fluidums
den Umlauf des Elektrolyten, wie z. B. eine Pumpe. winzige Unregelmäßigkeiten aufweist und wenn die
Zu dem Gerät gehört ferner eine Gasvorrichtung 17, 65 zu bearbeitenden Werkstückoberflächen und die
wie z.B. eine Gasflasche, die mit einem geeigneten Elektrode ebenfalls Unregelmäßigkeiten aufweisen,
unter Druck stehenden Gas, wie z. B. Stickstoff, an- Eine durch das Auftreten von Kavitationen bedingte
gefüllt ist. Diese Vorrichtung 17 ist mittels eines Re- Streifenbildung auf den fertig bearbeiteten Flächen
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des Werkstücks, wie sie bei bekannten Verfahren erfolgt, findet hierbei nicht statt. Beispiele für derart bearbeitete
Oberflächen zeigen die Fig. 3a und 3b, in welchen ein gestrichelter Kreis die Mündung einer
auf die Oberfläche projizierten Bohrung für die Zuleitung des Elektrolyten andeutet. Fig. 3a zeigt die
radialen Streifen, welche nach den bekannten Verfahren gebildet werden. Fig. 3b stellt eine glatte Oberfläche
dar, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurde. Wie ersichtlich, ist sie elektrolytisch
gleichmäßig bearbeitet ohne Streifenbildung. Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit des Drucks
der durch den Spalt 11 strömenden Bearbeitungsflüssigkeit vom Abstand von dem Mündungsmittelpunkt
der Zuleitung der Bearbeitungsflüssigkeit. In dieser Figur entspricht die Kurvet einer Druckverteilung,
wie man sie erhält, wenn als Bearbeitungsflüssigkeit in den Spalt 11 wie bei dem üblichen Verfahren
nur ein Elektrolyt eingeführt wird. Bei Verwendung eines Gemisches aus einem Elektrolyten und ao
einem Gas gemäß der vorliegenden Erfindung erhält man die Kurve JS. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß
beim Einführen eines Elektrolyten in den Arbeitsraum die Kavitationen immer an der gleichen Stelle
auftraten, nämlich dort, wo ein Unterdruck herrschte. Bei Verwendung eines Gemisches aus dem Elektrolyt
und einem Gas wird, wie die Kurve B in F i g. 4 zeigt, das Auftreten solcher Kavitationen vermieden, da die
Kurve keine Abschnitte unterhalb der Abszissenachse aufweist.
Weiterhin ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsflüssigkeit mit dem Vorteil verbunden,
daß die Bearbeitungsflüssigkeit im Vergleich zu der Verwendung eines Elektrolyten allein auch
Bearbeitungsflüssigkeit besteht darin, daß das in dem Gemisch enthaltende Gas allen Staub wegblasen
kann, der sich sonst neben der Mündung der Zuleitungsbohrung ansammeln würde. Dadurch werden
die bereits beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren, nämlich Staubansammlung, Druckverluste,
das Entstehen von Kurzschlüssen und Lichtbogenentladungen bzw. dadurch hervorgerufene Beschädigungen
der Werkstücke und der Arbeitselektrode vermieden.
Auf Grund dieser Erwägungen wird der Druck des aus der Flasche 17 ausströmenden Gases durch das
Druckminderventil 18 vorzugsweise so eingestellt, daß derselbe um 0,5 bis 10 Atmosphären höher ist
als der Druck des aus der Umlaufvorrichtung 16 (s. F i g. 1) herauskommenden Elektrolyten. Das Gas
kann also wirksam in den Strom des Elektrolyten hineingepreßt werden, um sich demselben innig zu
vermischen.
Die Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt des Geräts für die Beimischung eines Gases zu einem Elektrolyten.
Wie man sieht, ist in dem einem Rohr 15 für die Zuleitung eines Elektrolyten ein eingeschnürter Teil 24
vorgesehen, so daß die Elektrolytzuführungsleitung kurz hinter der Gaseinführung als Venturirohr ausgebildet
ist. Während des Betriebs fließt ein Elektrolyt durch die Rohrleitung 15 in Richtung des in F i g. 6
eingezeichneten Pfeils, wobei in dem eingeschnürten Teil 24 ein Druckabfall stattfindet. Dieser Druckabfall
gestattet einem Gase, wie z. B. Stickstoff, in die Rohrleitung 15 aus einem hier nicht dargestellten Behälter
durch das Rohr 25 hindurch einzuströmen, um sich mit dem durch die Leitung fließenden Elektrolyten
zu vermischen. Dieses Gemisch aus Gas und
unter verhältnismäßig niedrigem Druck mit genügend 35 Elektrolyt kann dann in der oben beschriebenen
hoher Geschwindigkeit durch den Spalt fließen kann Weise einem Bearbeitungsspalt zugeführt werden.
F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
wobei ein Elektrolyt in einen Gasstrom eingeführt wird, indem man die Strömungsgeschwindigkeit
des Gases dazu ausnutzt, ein Gemisch des Elektrolyten und des Gases herzustellen. Die in Fig. 7
dargestellte Anordnung ist ähnlich wie in Fig. 1, abgesehen davon, daß eine Zufuhrleitung 26 für den
Elektrolyten, deren unteres Ende in einen Elektro-
infolge der Tatsache, daß das Elektrolyt-Gas-Gemisch
eine geringere Viskosität bzw. innere Reibung als der
Elektrolyt allein aufweist. Der Spalt bietet somit der
Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit einen geringeren Widerstand dar, wodurch der Druckverlust verringert wird. Der Beweis hierfür konnte durch Messungen der Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit durch einen Spalt wie 11 hindurch erbracht werden. Die Meßergebnisse sind in der F i g. 5 graphisch 45 lyten innerhalb des Behälters 14 eintaucht, mit einer dargestellt, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten in Bohrung 13 einer Elektrodenanordnung 7 in Verbindung steht, wobei eine Vorrichtung für den Umlauf des Elektrolyten entfällt. Wenn ein Gas, wie z. B. Stickstoff, aus einer Flasche 17 in den Spalt 11 durch 50 die Bohrung 13 hindurch eingeführt wird, sinkt der Druck des Gases infolge des Durchströmens. Diese Druckverminderung in der Bohrung 13 gestattet die Einführung oder die Zerstäubung des Elektrolyten in den Gasstrom. Hierauf gelangt das Gemisch aus Gas 55
eine geringere Viskosität bzw. innere Reibung als der
Elektrolyt allein aufweist. Der Spalt bietet somit der
Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit einen geringeren Widerstand dar, wodurch der Druckverlust verringert wird. Der Beweis hierfür konnte durch Messungen der Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit durch einen Spalt wie 11 hindurch erbracht werden. Die Meßergebnisse sind in der F i g. 5 graphisch 45 lyten innerhalb des Behälters 14 eintaucht, mit einer dargestellt, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten in Bohrung 13 einer Elektrodenanordnung 7 in Verbindung steht, wobei eine Vorrichtung für den Umlauf des Elektrolyten entfällt. Wenn ein Gas, wie z. B. Stickstoff, aus einer Flasche 17 in den Spalt 11 durch 50 die Bohrung 13 hindurch eingeführt wird, sinkt der Druck des Gases infolge des Durchströmens. Diese Druckverminderung in der Bohrung 13 gestattet die Einführung oder die Zerstäubung des Elektrolyten in den Gasstrom. Hierauf gelangt das Gemisch aus Gas 55
Meter pro Sekunde als Ordinären aufgetragen sind und die Abszissen die gleiche Bedeutung wie in
F i g. 4 haben. Die Kurve A bezieht sich dabei auf die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten allein,
während die Kurve B die Strömungsgeschwindigkeit eines Elektrolyt-Gas-Gemisches darstellt. In beiden
Fällen traten die Flüssigkeiten unter dem gleichen Druck in den Spalt ein. Wie die Fig. 5 zeigt, nimmt
die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten allein beim Durchfluß durch den Spalt nach dessen Umfang
zu allmählich ab, weil der Durchgangsquerschnitt allmählich größer wird. Andererseits nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
des Gemisches aus Elektrolyt und Gas vom Eintritt in den Spalt bis zum Verlassen
desselben allmählich zu. Die Ursache für diese Erscheinung wurde noch nicht vollständig aufgeklärt,
jedoch dürfte es sich dabei um die Ausdehnung des in dem Gemisch enthaltenen Gasvolumens handeln,
welche das Gemisch bei seiner Strömung nach außen beschleunigt.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer aus dem Elektrolyt und einem Gas zusammengesetzten
und Elektrolyt in der Form eines Nebels in den Bearbeitungsspalt 11. Im übrigen ist der Betrieb im wesentlichen
der gleiche wie in F i g. 1.
Es ist jedoch zu bemerken, daß die Anordnung nach Fig.7 die bei der Anordnung nach Fig. 1
erhaltenen Vorteile noch verbessert. Insbesondere hat das Bearbeitungsfluidum bzw. das Elektrolyt-Gas-Gemisch
eine sehr niedrige Viskosität, weil der Elektrolyt in der Form eines Nebels auftritt, dem der
Bearbeitungsspalt einen sehr geringen Widerstand entgegensetzt, wodurch der Druckverlust im Spalt
sehr gering ist. Dadurch strömt aber wiederum das Fluidum mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den
Spalt, was die Genauigkeit der Bearbeitung wesent-
lieh verbessert. Außerdem wird nicht nur das Auftreten
jeder Kavitation in dem Strom des Fluidums durch den Bearbeitungsspalt hindurch vollkommen
verhindert, sondern es können sich auch keine Stäube und sonstige Fremdkörper in der Umgebung der
Mündung der Zuleitung für das Fluidum ansammeln. Dadurch wird gewährleistet, daß das fertige Werkstück
keine Streifen aufweist und daß keine Lichtbogenentladung stattfindet.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Vorrichtung ohne Verwendung
einer Rotationspumpe u. dgl. arbeitet, wodurch alle mit der Benutzung einer solchen Pumpe verbundenen
Nachteile, z. B. Verunreinigungen durch das Schmiermittel vermieden werden.
Um einen Elektrolyten in einen Gasstrom unter Ausnutzung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases
einzuführen bzw. in demselben zu zerstäuben, kann mit Vorteil eine Vorrichtung nach F i g. 8 verwendet
werden. Wie man sieht, befindet sich in einer Axialbohrung 13 eines Elektrodenschafts 8 eine Einschnürung
27, so daß dieser Teil als Venturirohr ausgebildet ist. Ein Rohr 28 für die Zuleitung des Elektrolyten
ist an dem einen Ende mit einem abgebogenen Teil versehen, der innerhalb der Bohrung 13 angeordnet
ist, und zwar kurz vor der Einschnürung, wobei das offene Ende des Rohres 28 in Richtung der
Gasströmung weist. Wenn ein Gas durch die Bohrung 13 strömt, nimmt der Druck des Gases in der Einschnürung
ab, wodurch der Elektrolyt durch das Rohr 28 hindurch angesogen und in dem strömenden
Gas zerstäubt wird. Hierauf gelangt der von dem Gasstrom mitgerissene zerstäubte Elektrolyt in den
Bearbeitungsspalt.
In der F i g. 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher als Bearbeitungsfluidum
ein Gemisch aus einem Elektrolyten und einem nichtexplosiven Gas in einen Bearbeitungsspalt
gefördert wird. Die in F i g. 9 dargestellte Anordnung ist ähnlich derjenigen nach Fi g. 1, abgesehen davon,
daß das eigentliche Bearbeitungsgerät zu einem später noch zu beschreibenden Zweck völlig gekapselt ist.
Wie bei dem Gerät nach F i g. 1 fördert eine Pumpe 16 den Elektrolyten aus dem Behälter 14 in das
Speiserohr 15, während ein nichtexplosives, wie z. B. Kohlendioxyd, aus einem Behälter 29 durch ein
Reduzierventil 37 in die Speiseleitung gelangt. Elektrolyt und Kohlendioxyd mischen sich hierbei miteinander,
und das Gemisch gelangt durch eine Bohrung 13 in einer Elektrodenanordnung 7 in den Bearbeitungsspalt
11.
Um das Spritzen des Elektrolyten zu vermeiden, wird üblicherweise das eigentliche Gerät in einem
allseitig geschlossenen Behälter, wie z. B. dem Gehäuse 36 in F i g. 9, untergebracht, wobei der Innenraum
des Gehäuses durch das Rücklaufrohr 38 mit dem Behälter 14 für den Elektrolyten in Verbindung
steht. Unter diesen Umständen vermischt sich ein bei der Elektrolyse entwickeltes Gas bzw. an der Oberfläche
der Elektrode 9 entwickelter Wasserstoff mit der Luft innerhalb des Gehäuses 36, bis das resultierende
Gasgemisch den Innenraum völlig ausfüllt. Bei Lichtbogenbildung besteht Explosionsgefahr.
Wenn jedoch dem Bearbeitungspalt ein Gemisch aus dem Elektrolyten und einem nichtexplosiven Gas,
wie z. B. Kohlendioxyd, zugeführt wird, dann gelangt das letztere nach Verlassen des Bearbeitungsspalts in
den Innenraum des Gehäuses 36. Dadurch erhöht sich das Verhältnis des nichtexplosiven Gases zu
dem Sauerstoff und Wasserstoff innerhalb des Gehäuses 36, und das Gesamtgasgemisch ist nicht mehr
explosiv. Bei Lichtbogenentladung besteht keine Explosionsgefahr.
Die Fig. 10 zeigt eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung, ohne die Verwendung einer Vorrichtung
für den Umlauf des Elektrolyten. Das Gerät zur elektrolytischen Bearbeitung ist im wesentlichen
ίο das gleiche wie bei Fig. 1 beschrieben und bedarf
daher keiner Erläuterung. Anstatt eines offenen Behälters
für den Elektrolyten wird hier jedoch ein geschlossener Behälter 39 verwendet, dem der Elektrolyt
durch die mit einem Regulierventil 41 versehene Rohrleitung 40 zugeführt wird. Als Gasquelle kann
man eine Gasflasche 42 verwenden, die Stickstoff unter Druck enthält und an den geschlossenen Behälter
39 über das Druckminderventil 44 und das Speiserohr 43 angeschlossen ist. Der Behälter 39 ist
ao durch das ebenfalls mit einem Regulierventil 46 versehene
Verbindungsrohr 45 mit einer Bearbeitungselektrodenanordnung 7 verbunden. Ferner ist das
Gasspeiserohr 43 auch direkt mit dem Verbindungsrohr 45 über ein mit einem Regulierventil 48 ver-
sehenes Zweigrohr 47 verbunden.
Im Betrieb wird zunächst das Regulierventil 41 geöffnet, um einen Elektrolyten aus seiner hier nicht
dargestellten Quelle in den geschlossenen Behälter 39 zu fördern, in welchem der Elektrolyt unter Druck
gesetzt wird. Dann wird das Regulierventil 46 geöffnet, um den unter Druck stehenden Elektrolyten
in einen Bearbeitungsspalt 11 zu fördern, während gleichzeitig das Regulierventil 48 geöffnet wird, damit
ein Teil des in den Behälter 39 strömenden Stickstoffs dem diesen Behälter verlassenden Elektrolyten beigemischt
werden kann. Das resultierende Gemisch aus Elektrolyt und Stickstoff gelangt in den Spalt 11.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden hier nichtexplosive Gase, wie z. B.
Stickstoff und Kohlendioxyd, erwähnt, aber auch andere Gase können mit zufriedenstellenden Ergebnissen
verwendet werden, beispielsweise Wasserstoff, Sauerstoff und sonstige Gase, bei denen Explosionsgefahr
besteht, vorausgesetzt, daß Maßnahmen getroffen sind, um das den Bearbeitungsspalt verlassende
Gas zu entfernen. Wahlweise kann auch Luft verwendet werden.
Der gemäß der Erfindung zu verwendende Elektrolyt kann je nach dem Werkstoff des betreffenden
Werkstücks gewählt werden. Geeignete Elektrolyte werden in den nachfolgenden Beispielen genannt. In
diesen Beispielen wurden unter Verwendung einer Elektrode mit kreisförmiger Scheibe aus Messing bzw.
einer Kupferlegierung und Kohlendioxyd als das dem Elektrolyten beizumischende Gas eine Reihe von
Werkstücken aus verschiedenen Legierungen einer elektrolytischen Bearbeitung unterworfen, wobei an
jedem Werkstück eine Aussparung von kreisförmigem Querschnitt gebildet wurde. Die Bearbeitung erfolgte
mit einem Elektrolyten, der unter einem Druck von 3,5 kg/cm2 gehalten wurde. Der durch den Bearbeitungsspalt
fließende elektrische Strom hatte eine Stromdichte von 30 Amp./cm2. Das Kohlendioxyd wurde in
verschiedenen Anteilen bis herab zu 0 verwendet.
Hierbei wurde das Verhältnis von Elektrolyt zu Gas unter Atmosphärendruck bestimmt. Weiterhin ist
R0 der Radius der Bearbeitungselektrode, während
A1 und R2 die Radien der fertigen Aussparung von
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kreisförmigem Querschnitt am oberen bzw. am unteren Ende sind. Der hierin verwendete Ausdruck
»Glatte Fläche«, mit dem der Zustand der bearbeiteten Oberfläche bezeichnet werden soll, bedeutet,
daß die Rauhigkeit bzw. die Oberflächengüte 2 bis zu 1 Mikron oder sogar noch weniger beträgt.
10
Ein niedriggekohlter Stahl wurde unter Verwendung einer 2O°/oigen wäßrigen Lösung von Natriumchlorid
als Elektrolyt bearbeitet, wobei die folgenden Resultate erhalten wurden:
Keine Gasbeimischung
Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
R1-R0 in mm
R1-R0 in mm
Spielraum am unteren Ende
R2-R0 in mm
R2-R0 in mm
Bearbeitete Oberfläche
1:0
2,2
1,0
Streifenbildung 1,8
0,8
kleine Streifen
kleine Streifen
1:5
1,4
1,4
0,7
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5 glatte Fläche
1 :100 0,6
0,5
glatte Fläche
. -19 Natriumchlorid, 5% Natriumnitrat und l°/oNatriumispiel
hydroxyd, auf das Gewicht der Lösung bezogen, ent-Ein hochgekohlter Stahl mit 0,9% C wurde unter 25 hielt, bearbeitet. Die Ergebnisse sind in der nachVerwendung
einer wäßrigen Lösung, welche 30% stehenden Tabelle Π zusammengefaßt:
Tabelle Π
Keine Gasbeimischung
Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
Spielraum am oberen Ende
R1-R0 m mm
Spielraum am unteren Ende
Bearbeitete Oberfläche
1:0
2,0
1,0
Streifenbildung 1:1
1,8
1,8
1,0
kleine Streifen
kleine Streifen
1:5
1,2
1,2
0,7
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5
glatte Fläche
glatte Fläche
1 :100 0,6
0,5 glatte Fläche
Es wurde festgestellt, daß bei der Bearbeitung von Werkstücken aus dem vorerwähnten Typ eines hochgekohlten
Stahls in einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid, wie man sie allgemein bei elektrolytischer
Behandlung verwendet, sich im Bearbeitungsspalt Kohlenschlamm ablagert, der an vielen Stellen
zu Kurzschlüssen führen kann, wodurch der Wirkungsgrad des Verfahrens stark herabgesetzt wird.
Außerdem hatten alle bearbeiteten Werkstücke eine sehr rauhe Oberfläche, auf welcher eine große Anzahl
winziger Löcher wahrzunehmen war. Man nimmt an, daß, da Eisen aus dem hochgekohlten Stahl in dem
Elektrolyten gelöst wird, anfänglich ausgefällter freier Cementit sich auf der zu bearbeitenden Oberfläche
ansammelt und ablagert.
Verwendet man jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung als Elektrolyt eine wäßrige Lösung von
Natriumchlorid unter Zusatz von Natriumnitrat, dann wird in dem Bearbeitungsspalt kein Kohlenschlamm
abgelagert, vermutlich weil das NO3-Ion eine derartige
Ablagerung verhindert. Daraus ergibt sich nicht nur eine große Verbesserung im Wirkungsgrad der
Bearbeitung, sondern auch die Bildung einer sehr glatten Oberfläche ohne die vorher beschriebene Bildung
von winzigen Löchern. Man hat festgestellt, daß die wäßrige Lösung von Natriumchlorid vorzugsweise
Natriumnitrat in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsprozent enthalten soll. Ebenso hat man herausgefunden,
daß das Natriumnitrat in zufriedenstellender Weise durch Salpetersäure ersetzt werden kann. Man
kann beispielsweise eine 13 n-Salpetersaure in einer
Menge von 0,5 bis 10 Volumprozent mit zufriedenstellendem Erfolgt verwenden. Es ist jedoch zu beachten,
daß bei Verwendung von Salpetersäure oder von Natriumnitrat in Mengen, welche die oben angegebenen
Werte überschreiten, eine Oxydation der zu bearbeitenden Fläche eines Werkstücks eintritt,
wodurch die betreffende Oberfläche noch rauher wird.
Man konnte ferner feststellen, daß der genannte Elektrolyt in Form einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid
mit einem Zusatz von Natriumnitrat oder Salpetersäure mit gleichem Erfolg für die elektrolytische
Bearbeitung von Spezialwerkzeugstählen, wie z. B. Chrom-, Wolfram-, Kobalt-Stählen usw.,
verwendet werden kann.
Die nachstehende Tabelle III zeigt die Versuchsergebnisse bei Aluminium und einem Elektrolyten,
bestehend aus einer wäßrigen Lösung mit 25 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 0,8 Gewichtsprozent
Natriumhydroxyd.
Keine Gasbeimischung Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
R1-R0 in mm
R1-R0 in mm
Spielraum am unteren Ende
R2- R0 in mm
R2- R0 in mm
Bearbeitete Oberfläche
1:0 2,0
1,2 Streifenbildung 1:1
1,8
1,0 kleine Streifen 1:5
1,5
1,5
0,7
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5 glatte Fläche
1:100 0,6
0,5 glatte Fläche
Läßt man einen Gegenstand aus Aluminium an der Luft liegen, so bildet sich an seiner Oberfläche auf
Grund der hohen Affinität des Aluminiums zu Sauerstoff ein elektrisch isolierender Überzug aus Aluminiumoxyd.
Wenn nun ein solcher oberflächlich mit Aluminiumoxyd überzogener Körper aus Aluminium
in einer üblicherweise verwendeten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid elektrolytisch bearbeitet wird,
dann kann infolge des Vorhandenseins der elektrisch isolierenden Schicht auf der Oberfläche des Körpers
keine Erosion erfolgen. Verwendet man dagegen als Elektrolyt eine Lösung von Natriumchlorid mit einem
geringen Zusatz von Natriumhydroxyd, dann reagiert das letztere mit dem Aluminiumoxyd unter Bildung
von Natriumaluminat, welches sich seinerseits in dem Elektrolyten löst. Damit bietet der zu behandelnde
Aluminiumkörper dem Elektrolyten stets eine reine Aluminiumoberfläche dar, so daß von derselben ein
Strom durch den Elektrolyten fließen kann, wodurch die elektrolytische Bearbeitung fortschreitet.
Das Natriumhydroxyd wird vorzugsweise der wäßrigen Lösung von Natriumchlorid in einer solchen
Menge hinzugesetzt, daß der Elektrolyt als solcher schwach alkalisch ist. Beispielsweise kann ein
solcher Elektrolyt 10 bis 30 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 0,3 bis 8 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd
enthalten. Außerdem kann man auch Natriumcarbonat und Kaliumhydroxyd in einer solchen
Menge verwenden, daß der Elektrolyt als solcher alkalisch ist und dabei zufriedenstellende Ergebnisse
zeitigt. Beispielsweise kann man für eine wäßrige Lösung mit 10 bis 30 Gewichtsprozent gelösten
Natriumchlorids 0,7 bis 12 Gewichtsprozent Natriumcarbonat und 0,3 bis 8 Gewichtsprozent Kaliumhydroxyd
verwenden. Die Verwendung eines alkalischen Elektrolyten ist insofern vorteilhaft, als das
Gerät zur Bearbeitung dann aus einem billigen metallischen Werkstoff, wie z. B. Eisen, hergestellt werden
kann, da ein solcher Werkstoff von dem Elektrolyten nicht angegriffen wird.
Die nachstehende Tabelle IV zeigt die Ergebnisse von Versuchen mit einem Stellit, der aus 50 % Kobalt,
30% Chrom, 15% Wolfram und 5°/o Eisen bestand, sowie mit einem Elektrolyten, bestehend aus einer
wäßrigen Lösung mit 23 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 1,5 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd.
Keine Gasbeimischung Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
Spielraum am oberen Ende
R1-R0 in mm
Spielraum am unteren Ende
R2- R0 in mm
R2- R0 in mm
Bearbeitete Oberfläche
1:0
2,0
1,0 Streifenbildung
spiegelglatte Fläche 1:5
1,5
1,5
0,7
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5
glatte Fläche
glatte Fläche
1:100 0,6
0,5 glatte Fläche
Wird ein Werkstück aus dem obengenannten Stellit in einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid elektrolytisch
bearbeitet, dann verbleiben auf der bearbeiteten Oberfläche zum Teil schwarze unlösliche
Stellen; es handelt sich dabei um das in dem Stellit enthaltene Wolfram, das nicht herausgelöst wurde.
Man hat jedoch herausgefunden, daß der Zusatz von Natriumhydroxyd zu einer wäßrigen Lösung von
Natriumchlorid eine sehr glatte Oberfläche ergibt, weil die Wolframkomponente in dem Stellit chemisch
herausgelöst wird, wobei das Natriumhydroxyd mit dem durch Oxydation an der Anode gebildeten Wolframoxyd
unter Bildung von Natriumwolframat reagiert. Eine wäßrige Lösung zur Verwendung als Elektrolyt
kann vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd
enthalten. Wird das Natriumhydroxyd in emer Menge von unter 0,1% verwendet, dann
kommt es kaum zu einer Reaktion mit Wolfram, wohingegen bei mehr als 5% das Natriumhydroxyd
die verbleibenden Bestandteile, wie Kobalt, Chrom und Eisen, angreift. Man kann bei zufriedenstellenden
Ergebnissen das Natriumchlorid und das Natriumhydroxyd auch durch gleiche Mengen Kaliumchlorid
und Kaliumhydroxyd ersetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man auch extrem harte Sinterlegierungen aus Wolframcarbid
und Kobalt sowie aus Wolframcarbid, Titancarbid und Kobalt usw. auf elektrolytischem Wege mit ausgezeichneten
Resultaten bearbeiten.
Die nachstehende Tabelle V zeigt die Ergebnisse bei Werkstücken aus einer extrem harten Sinterlegierung,
und zwar mit 93 Gewichtsprozent Wolframcarbid und 7 Gewichtsprozent Kobalt, bei elektrolytischer
Bearbeitung in einem Strom einer wäßrigen Lösung mit 15 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd
und 12% Natriumchlorid.
Keine Gasbeimischung Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
R1-R0 in mm
R1-R0 in mm
Spielraum am unteren Ende
R2- R0 in mm
R2- R0 in mm
Bearbeitete Oberfläche
1:0 2,0
■1,0
Streifenbildung
1:1
etwas Glanz, glatte Fläche 1:5
1,5
0,7
etwas Glanz,
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5
etwas Glanz, glatte Fläche
1:100 0,6
0,5
etwas Glanz, glatte Fläche
Da, wie bereits vorher erwähnt wurde, das Natriumhydroxyd dazu dient, das Wolfram in den Elektrolyten
herauszulösen, kann die elektrolytische Bearbeitung der wolframhaltigen Sinterlegierungen
rasch vor sich gehen. Dabei ist zu beachten, daß das Natriumchlorid dazu dient, das Kobalt herauszulösen.
Um nun das Kobalt in der richtigen Weise in dem Elektrolyten zu lösen und die Chlorionen des
Natriumchlorids daran zu hindern, die Anodenoxydation von Wolframcarbid zu vermindern, muß sich
der Anteil an Natriumchlorid auf vorzugsweise 4 bis 20 Gewichtsprozent belaufen. Der Anteil des Natriumhydroxyds
muß höher sein als der des Natriumchlorids, denn anderenfalls nimmt das Wolframcarbid
um die gleiche Menge ab, mit welcher es in dem Elektrolyten gelöst wird. Der Anteil des Natriumhydroxyds
beläuft sich also vorzugsweise auf 10 bis 30 Gewichtsprozent. Weiterhin wäre noch zu sagen,
daß Natriumchlorid und Natriumhydroxyd bei zufriedenstellenden Ergebnissen durch die gleiche
Menge Kaliumchlorid bzw. Kaliumhydroxyd ersetzt werden können.
Wie bereits oben erläutert wurde, ist die wäßrige Lösung von Natriumchlorid und Natriumhydroxyd
wirksam bei gesinterten Wolframcarbid-Kobalt-Legierungen.
Die gleiche Lösung hat jedoch keine Wirkung bei gesinterten Wolframcarbid-Titancarbid-Kobalt-Legierungen,
was anscheinend davon herrührt, daß das Titancarbid nicht herausgelöst wird. Da das an der Anode aus Titancarbid entstehende
Titandioxyd mit Natrium od. dgl. reagiert, rührt die Wirkungslosigkeit der Lösung vermutlich davon her,
daß die Chlorionen in der Lösung die Oxydation des Titancarbids an der Anode verhindern. Unter Berücksichtigung
dieses Umstandes hat man für die WC-TiC-Co-Legierungen einen Elektrolyten vorgesehen,
welcher Natriumhydroxyd und Natriumnitrat, aber keine Chlorionen enthält. Hierbei reagiert
das Natriumhydroxyd mit dem aus dem Wolframcarbid entstandenen Wolframoxyd unter Bildung löslichen
Natriumwolframats und ebenso mit dem aus dem Titancarbid entstandenen Titandioxyd unter
Bildung löslichen Natriumtitanats, während das Natriumnitrat in der Hauptsache dazu dient, das
Kobalt herauszulösen. Aus den angestellten Versuchen ergab sich, daß der Gehalt an Natriumhydroxyd
sich vorzugsweise auf 4 bis 20 Gewichtsprozent, derjenige an Natriumnitrat sich auf 2 bis 15 Gewichtsprozent
belaufen soll. Natriumhydroxyd und Natriumnitrat können bei zufriedenstellenden Ergebnissen
durch die im wesentlichen gleiche Menge von Kaliumhydroxyd bzw. Kaliumnitrat ersetzt werden.
Die Versuche wurden durchgeführt mit einer äußerst harten Sinterlegierung, bestehend aus 86%
Wolframcarbid, 9% Titancarbid und 5% Kobalt, sowie einem Elektrolyten in Form einer wäßrigen
Lösung mit 15 % Natriumhydroxyd und 8 % Natriumnitrat. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden
Tabelle VI zusammengefaßt:
Keine Gasbeimisclmng Beimischung von Gas
Verhältnis Elektrolyt zu Gas ...
Spielraum am oberen Ende
U1-A0 in mm
U1-A0 in mm
Spielraum am unteren Ende
A2- A0 in mm
A2- A0 in mm
Bearbeitete Oberfläche
1:0 2,0
1,1 Streifenbildung
1:1 1,8
1,0
etwas Glanz, glatte Fläche 1:5
1,6
1,6
0,7
etwas Glanz,
glatte Fläche
glatte Fläche
1:20 0,7
0,5
etwas Glanz, glatte Fläche
1:100 0,6
0,5
etwas Glanz, glatte Fläche
Aus den Tabellen I bis VI geht hervor, daß der hohe Anteil des dem Elektrolyten beigemischten
Gases zu einer Verbesserung in der Genauigkeit der Bearbeitung führt; ebenso wird dadurch die bearbeitete
Oberfläche recht glatt. Bei den obigen und weiteren Versuchen wurde festgestellt, daß das Gas
vorzugsweise in einer Menge von mindestens 50% des Volumens des Elektrolyten, auf Atmosphärendruck
bezogen, verwendet werden soll.
Claims (13)
1. Verfahren zur elektrolytischen Bearbeitung eines metallenen Werkstoffs, bei dem ein Elektrolyt
zwischen dem die eine Elektrode bildenden Werkstück und einer Bearbeitungselektrode hindurchgeleitet
wird, dadurchgekennzeichnet, daß der Elektrolyt mit einem Gas vermischt
wird, wobei das Gasvolumen — bezogen auf Atmosphärendruck — mindestens dem gasfreien
Elektrolytvolumen entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt mit dem Gas in
Form eines Sprühnebels vermischt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, ao dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Elektrolyten
vermischte Gas inert ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem der
Elektrolyt durch eine Rohrleitung zwischen beiden Elektroden eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Elektrolytzuführungsleitung eine zweite Rohrleitung zur Zuführung des Gases
einmündet und vorzugsweise im Inneren der ersten in Strömungsrichtung des Elektrolyten abgebogen
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytzuführungsleitung
kurz hinter der Gaseinführung als Venturirohr ausgebildet ist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem der
Elektrolyt durch eine Rohrleitung zwischen beiden Elektroden eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Gaszuführungsleitung eine zweite Leitung zur Zuführung und Zerstäubung
des Elektrolyten einmündet und vorzugsweise in Gasströmungsrichtung abgebogen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitung kurz
hinter der Elektrolyteinführung als Venturirohr ausgebildet ist.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von Eisen und Stählen aus einer wäßrigen Lösung mit 10 bis
30% Natriumchlorid sowie 1 bis 20% Natriumnitrat, auf das Gewicht der Lösung bezogen,
besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von Eisen und Stählen aus einer wäßrigen Lösung mit 10 bis
30 Gewichtsprozent Natriumchlorid sowie 0,5 bis 10 Volumprozent einer etwa 13 n-Salpetersäure
besteht.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von Aluminium aus einer wäßrigen Lösung mit 10 bis 30%
Natriumchlorid sowie 0,3 bis 8 % Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd oder 0,7 bis 12% Natriumcarbonat,
auf das Gewicht der Lösung bezogen, besteht.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von Stelliten aus einer wäßrigen Lösung mit 10 bis 30% Natriumchlorid
oder Kaliumchlorid sowie 0,1 bis 5 % Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, auf das Gewicht der Lösung bezogen, besteht.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von extrem harten Legierungen des Wolframcarbid-Kobalt-Systems
aus einer wäßrigen Lösung mit 4 bis 20% Natriumchlorid oder Kaliumchlorid sowie 10 bis 30% Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd,
auf das Gewicht der Lösung bezogen, besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt
für die elektrolytische Bearbeitung von extrem harten Legierungen des Wolframcarbid-Titancarbid-Kobalt-Systems
aus einer wäßrigen Lösung mit 4 bis 20% Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd sowie 2 bis 15% Natriumnitrat oder
Kaliumnitrat, auf das Gewicht der Lösung bezogen, besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 526/282
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2368662 | 1962-06-08 | ||
JP4088562 | 1962-09-20 | ||
JP4174362 | 1962-09-24 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3252881A (en) * | 1963-02-05 | 1966-05-24 | Inoue Kiyoshi | Electrolytic machining apparatus having vibratable electrode |
US3404077A (en) * | 1965-10-23 | 1968-10-01 | Gen Motors Corp | Electrochemical machining using a chloride electrolyte including an alkali metal styrene sulfonate |
US3389067A (en) * | 1965-10-23 | 1968-06-18 | Gen Motors Corp | Electrolytic grinding chloride using an electrolyte including 2-imidazolidimethione |
US3389068A (en) * | 1965-10-23 | 1968-06-18 | Gen Motors Corp | Electrochemical machining using a chloride electrolyte including 2-mercaptobenzothiazole or 2-benzimidazolethiol |
GB1381021A (en) * | 1971-02-19 | 1975-01-22 | Inoue Japax Res | Shaping method and apparatus |
US3994790A (en) * | 1974-02-15 | 1976-11-30 | Inoue-Japan Research Inc. | Method of treating a waste gas |
US4026779A (en) * | 1976-05-06 | 1977-05-31 | United Technologies Corporation | Electrolyte for electrochemically machining nickel base superalloys |
JPS54115645A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-08 | Ngk Insulators Ltd | Electrochemical treatment |
US4360410A (en) * | 1981-03-06 | 1982-11-23 | Western Electric Company, Inc. | Electroplating processes and equipment utilizing a foam electrolyte |
JP2516239B2 (ja) * | 1988-03-15 | 1996-07-24 | 長男 斎藤 | 超音波加工方法 |
CN108817582B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-06-09 | 江苏大学 | 一种用于电解加工中阴极绝缘的装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1094660A (de) * | 1952-12-30 | 1955-05-23 | ||
FR1280715A (fr) * | 1959-11-27 | 1962-01-08 | Battelle Development Corp | Procédé et dispositif de coupe électrolytique |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2758075A (en) * | 1951-10-15 | 1956-08-07 | Du Pont | Electrodeposition of tin |
US3058895A (en) * | 1958-11-10 | 1962-10-16 | Anocut Eng Co | Electrolytic shaping |
NL249430A (de) * | 1959-05-20 | |||
FR1227164A (fr) * | 1959-06-17 | 1960-08-19 | Procédé et installation pour l'épuration et la stérilisation des eaux de piscine | |
US3019178A (en) * | 1959-10-29 | 1962-01-30 | Anocut Eng Co | Electrode for electrolytic shaping |
US3075903A (en) * | 1960-02-23 | 1963-01-29 | Motorola Inc | Method of electrolytically etching a semiconductor element |
US3053747A (en) * | 1960-02-29 | 1962-09-11 | Maggio Samuel S Di | Electroplating dispenser |
US3214360A (en) * | 1960-06-21 | 1965-10-26 | Anocut Eng Co | Electrolytic cavity sinking apparatus |
US3239438A (en) * | 1962-05-21 | 1966-03-08 | Ex Cell O Corp | Method and apparatus for purifying electrolyte used in electro-chemical machining |
-
1963
- 1963-06-04 US US285318A patent/US3284327A/en not_active Expired - Lifetime
- 1963-06-07 GB GB22736/63A patent/GB1041776A/en not_active Expired
- 1963-06-07 DE DEM57113A patent/DE1298388B/de active Pending
-
1964
- 1964-01-27 CH CH93664A patent/CH425030A/de unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1094660A (de) * | 1952-12-30 | 1955-05-23 | ||
FR1280715A (fr) * | 1959-11-27 | 1962-01-08 | Battelle Development Corp | Procédé et dispositif de coupe électrolytique |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1041776A (en) | 1966-09-07 |
US3284327A (en) | 1966-11-08 |
CH425030A (de) | 1966-11-30 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |