DE2030629A1

DE2030629A1 - Process for electrolytic material removal by means of steam and Vornch device to carry out the process

Info

Publication number: DE2030629A1
Application number: DE19702030629
Authority: DE
Inventors: James Dair Westland Mich Bemesderfer John Leory Hamilton Ohio Andrews, (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-10-23
Filing date: 1970-06-22
Publication date: 1971-05-06
Also published as: BE751326A; GB1281990A; FR2065839A5; CA979391A

Description

Verfahren zur elektroXytischen Materialabtragung mittels Dampf und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensMethod for electroXytic material removal by means of Steam and device for carrying out the process

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein elektrolytisches Materialabtragungsverfahren, bei dem ein aufgeladener Elektrolyt zwischen einer Elektrode und einem metallischen Werkstück verwendet wird, wobei das Werkstück in bezug auf die Elektrode vorwiegend anodisch ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Materialabtragungsverfahren, bei dem der aufgeladene Elektrolyt dampfförmig ist und zumindest teilweise, jedoch nicht vollständig, ionisiert ist. ßeeigneterweise kann der Dampf zum Werkstück mittels eines Gases transportiert werden.The invention relates generally to an electrolytic material removal process using a charged electrolyte used between an electrode and a metallic workpiece wherein the workpiece is predominantly anodic with respect to the electrode. In particular, the invention relates to a such material removal process in which the charged Electrolyte is vaporous and is at least partially, but not completely, ionized. The steam can suitably be used for the Workpiece can be transported by means of a gas.

Elektrolytische Bearbeitungsverfahren wurden in der Herstellung von Teilen für Kraftmaschinen zur Materialabtragung bereits für eine ganze Anzahl von Legierungen angewandt. In aolchen Herstellungsverfahren betrifft eine der schwierigeren Anwendungen Electrolytic machining processes were in the making of parts for power machines for material removal already for a number of alloys have been used. In such manufacturing processes, one of the more difficult applications concerns

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ORlGMAL INSPECTEDORIGMAL INSPECTED

die Abtragung von schwierig zu bearbeitenden Legierungen _s wie z. B. hochlegierte Verbindungen auf Kickel- oder Kobaltbasis·, ebenso wie feuerfeste Metalle und ihre Verbindungen« Häufig sind in solchen Anwendungsfällen hochkorrosive Elektrolyten erforderlich, welche bei der Abtragung eines ausgewählten Materials von dem Werkstück behilflich sind, aber für Teile des verbleibenden Materials schädlich sein können. Z. B. wurde festgestellt, daß Oberflächen nach der elektrolytischeii Materiaiatotragung in den Kornlücken (interg^uiular) angegriffen aussahen oder relativ rauh waren. Solche Oberflächenschäden können einen vorzeitigen Ausfall von Gegenständen zur Folge haben; die Aushöhlung oder Löcher entstehen infolge der Abtragung von Material mit Hilfe solcher elektrolytiseher Verfahren.the removal of difficult-to-work alloys such _s. B. high-alloy compounds based on kickel or cobalt, as well as refractory metals and their compounds. In such applications, highly corrosive electrolytes are often required, which help to remove a selected material from the workpiece, but can be harmful to parts of the remaining material . For example, it was found that surfaces looked attacked or were relatively rough after the electrolytic material transfer in the grain gaps (intergranular). Such surface damage can result in premature failure of objects; the cavity or holes are created as a result of the removal of material by means of such electrolytic processes.

Zusätzlich zu diesen Oberfläehenproblemen sind die zur zuverlässigen Durchführung solcher elektrolytischen Materialabtragungsverfahren erforderlichen Apparate teuer» Z. B. ist es wegen der relativ großen erforderlichen Elektrolytmenge aus wirtschaft liehen Gründen notwendig,den in der Produktion verwendeten Elektrolyten in einem geschlossenen Kreislaufsystem zurückzugewinnen. Ein solches System erfordert u« a. die elektrische Isolation des verbrauchten Elektrolyten von dem frischen Elektrolyten.In addition to these surface problems, those are reliable Carrying out such electrolytic material removal processes necessary apparatus expensive »E.g. it is because of the relatively large amount of electrolyte required for economic reasons borrowed necessary those used in production Recover electrolytes in a closed circulatory system. Such a system requires, among other things. the electric Isolation of the used electrolyte from the fresh electrolytes.

Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur elektpolytischen Materialabtragiiag zu schaffen, welches eine bessere Korrosionsbeständigkeit unä ein besseres Finish der Oberfläche ergibt, von äew das Material abgetragen wurde.It is a primary object of the present invention to provide an improved method of electrolytically removing material which will provide better corrosion resistance and a better finish to the surface from which the material has been removed.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden. Erfindung Ist es_s in solchen Verfahren sowohl die Möglichkeit äer schnellen Material abtragung als auch der Kontrolle der Größe und Worm üev zu er- · zeugenden Ausnehmungen zu schaffen.Another task of the present. Invention is _it's in such proceedings the opportunity both OCE fast material ablation and the control of the size and Worm to create üev to ER · generating recesses.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine einfachere₃ billigere miä. verbesserte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.Another task is to make a simpler ₃ cheaper miä. to provide improved apparatus for performing the method.

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Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sollen anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele enthalten, erläutert werden.These and other objects and advantages of the invention are intended will be explained with reference to the following description and the drawings, which contain exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine teilweise schematische Darstellung im Schnitt einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem metallischen Werkstück undFig. 1 is a partially schematic representation in section of an embodiment of the device for performing the method according to the invention on a metallic workpiece and

Fig. 2 eine teilweise schematische Darstellung im Schnitt eines anderen Ausführungsbeispieles der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung«Fig. 2 is a partially schematic representation in section of a another embodiment of the device according to the present invention «

Erfindungsgemäß wird bei der elektrischen Abtragung metallischen Materials von einem Werkstück in der einen Ausfuhrungsform ein hohler Leitteil verwendet. Dieser Teil umgibt eine elektrische Kathode und dient dazu* einen aufgeladenen, teilweise ionisierten Elektrolyt Dampf in Richtung auf das Werkstück abzugeben und in Kontakt hiermit zu bringen. Für die Herstellung von Ausnehmungen, engen Kanälen usw. endet der Leitteil in einem Auslaß, wie z. B. einer öffnung oder einer Düse, die einen Dampf eines kathodisch aufgeladenen ,teilweise ionisierten Elektro-Iyten auf ein Werkstück richtet und mit diesem in Kontakt bringt Das Werkstück stellt dabei die Anode dar. Der Dampf wird geeigneterweise von einem Gas transportiert und geführt. Es ist dabei zu beachten» daß eine Druckdifferenz zwischen dem Leitteil und dem Werkstück aufrechterhalten werden soll, um einen Dampfstrom in Richtung auf das Werkstück zu erzeugen. Eine solche Druckdifferenz kann zwischen dem hohlen Leitteil und einem elektrischen Bearbeitungsspalt von niedrigem Druck als Folge eines Dampfdruckes oder eines anderen Druckes entstehen. Der dampfförmige Elektrolyt wird in dem hohlen Leitteil soweit aufgeladen, daß er zumindest teilweise, nicht jedoch vollständig, durch Kontakt mit der elektrischen Kathode und/oder dem elektrischen Feld zwischen dem Werkstück und der Kathode ionisiert wird. ErAccording to the invention, in the electrical removal of metallic material from a workpiece in one embodiment, a hollow baffle used. This part surrounds an electrical cathode and serves to * a charged, partially ionized Electrolyte to release vapor towards the workpiece and to bring them into contact with it. For the production of recesses, narrow channels, etc., the guide part ends in an outlet, such as B. an opening or a nozzle that a steam a cathodically charged, partially ionized electrolyte is aimed at a workpiece and brings it into contact with the workpiece. The workpiece represents the anode. The steam is suitably transported and guided by a gas. It should be noted that there is a pressure difference between the guide part and the workpiece is to be maintained to a flow of steam in the direction of the workpiece. Such a pressure difference can be between the hollow guide part and an electrical Machining gap of low pressure arise as a result of a vapor pressure or another pressure. The vaporous electrolyte is charged in the hollow conducting part to such an extent that it is at least partially, but not completely, through Contact with the electrical cathode and / or the electrical field between the workpiece and the cathode is ionized. He

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kann verdampft werden, indem er In einen Gasstrom eingespritzt wird oder mit der Kathode oder mit Gasstrom und Kathode, in Kontakt gebracht wird. Auf diese Weise wird von dem hohlen Leitteil ein kathodisch aufgeladener, teilweise ionisierter dampfförmiger Elektrolyt ausströmen. Zur selben Zeit, da der Dampf von dem Leitteil ausströmt, wird eine elektrische Spannung zwischen der Kathode und dem Werkstück angelegt. Der Strom reicht für eine teilweise Ionisation aus. Diese wird durch eine elektrische Steuereinrichtung, die einen Gleichstromgenerator oder Gleichrichter und einen Schalter enthält, wie sie bei elektroIytischen Bearbeitungsvorrichtungen üblich sind, aufrechterhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein elektrisches Potential von z. B. 300 Volt oder mehr, als ausreichend erachtet, um das Energieniveau des dampfförmigen Elektrolyten auf einen Punkt zu erhöhen, der höher liegt als bei einer normalen Elektrolyse.can be vaporized by injecting it into a gas stream or is brought into contact with the cathode or with the gas flow and cathode. In this way, the hollow guide part a cathodically charged, partially ionized, vaporous electrolyte flows out. At the same time as the steam from the conductive part flows out, an electrical voltage is applied between the cathode and the workpiece. The electricity is enough for partial ionization. This is controlled by an electrical control device, which contains a direct current generator or rectifier and a switch, as is the case with electrolytic Machining devices are common. In a preferred embodiment, an electrical potential of z. B. 300 volts or more, deemed sufficient to raise the energy level of the vaporous electrolyte to a point, which is higher than with normal electrolysis.

Die vorliegende Erfindung ist auf verschiedene Arten von elektrolytischer Abtragung elektrisch leitenden Materials von einem anodischen Werkstück, das in elektrolytischer Verbindung mit einer Kathode steht, anwendbar. Die Erfindung sei jedoch insbesondere in Verbindung mit der Herstellung von Ausnehmungen, engen HoBlräumen, Schlitzen usw. beschrieben. Diese resultieren aus der Anwendung solcher Verfahren, wie sie z. B. in dem US Patent 3 352 770 und 3 403 084 beschrieben sind. In solchen Verfahren wird ein Elektrolyt auf einen relativ kleinen Teil der Werkstückoberfläche, die in elektrolytischer Verbindung mit der Kathode steht, gerichtet. Wenn das Werkstück und das Leitteil, das die Kathode trägt, einander gegenüberliegend verbleiben, vielleicht mit einer Bewegung eines Teils relativ zum anderen, wird während dieser Bearbeitung eine Ausnehmung hergestellt. Wenn das Werkstück und ein solches Leitteil zusätzlich seitlich bewegt werden oder der eine in bezug auf den anderen gedreht wird, so kann man verschiedenartige Kanäle, Nuten usw. herstellen. Auch eine Art von Fräsen ist durchführbar. Diese letztgenannte Arbeit kann man ausführen, indem das Leitteil und seine damit verbundene Kathode als ein elektrolytisches Punktwerkzeug ausgebildet wird.The present invention is electrolytic in various ways Removal of electrically conductive material from an anodic workpiece that is in electrolytic connection with a cathode is applicable. However, the invention is particularly in connection with the production of recesses, narrow cavities, slits, etc. These result from the use of such methods as they are, for. B. in the US U.S. Patent 3,352,770 and 3,403,084. In such proceedings an electrolyte is applied to a relatively small part of the workpiece surface that is in electrolytic contact with the Cathode stands, directed. If the workpiece and the lead that supports the cathode are left facing each other, perhaps with movement of one part relative to the other, a recess is made during this machining. When the workpiece and such a guide part are additionally moved laterally or one rotated with respect to the other different types of channels, grooves, etc. can be produced. A type of milling can also be carried out. These The latter work can be carried out by the guide part and its associated cathode is formed as an electrolytic point tool.

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Das oben erwähnte US-Patent 3 403 084 beschreibt ein Materialabtragungsverfahren, welches in einem Bereich arbeitet, in dem. das Energieniveau des Elektrolyten auf einen Punkt angehoben ist, der bei der normalen Elektrolyse nicht erreicht wird. In einem solchen Falle erreicht man eine Materialabtragung in einem größeren Ausmaß als durch das Faraday¹sehe Gesetz erklärt werden kann, da die Strom-Spannungskurve in der "Kellogg-Region" liegt, die im Journal of Electrochemical Society, 1950, 97, 133-142 beschrieben ist. Vorzugsweise arbeitet daher die vorliegende Erfindung in diesem Bereich, weil der Elektrolyt dort, | zumindest teilweise, ionisiert ist und bei vorliegenden richtigen Bedingungen einen ausreichenden Strom leitet, um eine kontinuierliche Verdampfung zu ermöglichen. Bei vollständiger Ionisation kann viel weniger Strom von dem Elektrolyt geführt werden. Wendet man bei vollständiger Ionisation eine ausreichen-U.S. Patent 3,403,084, cited above, describes a material removal process which operates in an area where. the energy level of the electrolyte is raised to a point that is not reached with normal electrolysis. In such a case, material removal is achieved to a greater extent than ^{can be explained by Faraday 1's} law, since the current-voltage curve lies in the "Kellogg region", which is published in the Journal of Electrochemical Society, 1950, 97, 133- 142 is described. The present invention therefore preferably works in this area because the electrolyte there, | is at least partially ionized and, given the correct conditions, conducts sufficient current to allow continuous evaporation. With complete ionization, much less current can be carried by the electrolyte. If, with complete ionization, a sufficient

ι·ι ·

de Energie auf, um einen Stromdurchgang (electric relationship) zwischen dem Dampf oder Gas und einem Werkstück herzustellen, so ergibt dies einen unterschiedlichen, nicht elektrolytischen Prozeß, der manchmal als Plasmaverfahren bezeichnet wird. Bei voller Ionisation reicht der Strom nicht" aus, um das elektrolyt! sehe Abtragungsverfahren durchzuführen.de energy to establish a continuity of electricity (electric relationship) to establish between the steam or gas and a workpiece, so this gives a different, non-electrolytic Process sometimes called the plasma process. With full ionization, the current is not "sufficient to" remove the electrolyte! see removal procedure to be carried out.

Es wurde in einer Anwendung der vorliegenden Erfindung gefunden, % daß das Oberflächen-Finish der so erzeugten Ausnehmungen, insbesondere bei Materialien, die der Korrosionsgefahr zwischen den Kornlücken (intergranular) ausgesetzt sind oder auch durch einen ausgewählten Elektrolyten angegriffen werden, eine wesentliche Verbesserung erreicht wurde gegenüber Ausnehmungen, die durch andere elektrolytisehe Verfahren hergestellt wurden. Zusätzlich werden an Stellen, an denen die elektrolytisch hergestellten Ausnehmungen an andere Flächen des Werkstückes angrenzen, weichere übergänge erreicht.It has been found in an application of the present invention,% means that the surface finish of the recesses thus formed, in particular materials that are exposed to the risk of corrosion between the grain gaps (intergranular) or be attacked by a selected electrolyte, a substantial improvement was achieved compared to recesses made by other electrolytic processes. In addition, softer transitions are achieved at points where the electrolytically produced recesses adjoin other surfaces of the workpiece.

In Fig. 1 ist eine AusfUhrungsform der elektrolytischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung teilweise schematisch dargestellt. Das hohle rohrförmige Leitteil 10 kann aus einemIn Fig. 1, an embodiment of the electrolytic device according to the present invention is shown partially schematically. The hollow tubular guide part 10 can consist of a

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dielektrischen Material bestehen. Hierunter soll ein Material wie Glas oder Kunststoff verstanden werden, oder ein Material, welches elektrisch von dem System isoliert ist oder dieses System weist die gleiche Ladung auf wie der Elektrolyt, so daß keine Ladung von der elektrolytisch aufgeladenen Kathode abgezogen wird. Das Leitteil 10 enthält eine Elektrode 12, die von einer elektrischen Stromquelle, wie z. B. einem herkömmlichen Gleichstromgenerator (nicht dargestellt), aufgeladen wird und gegenüber dem Werkstück 14 als Kathode dient. Die Elektrode 12 kann als Metallrohr, z. B. aus Titan, hergestellt sein. Sie lädt den Elektrolyten, der durch den Pfeil 16 dargestellt ist, beim Durchströmen der Kathode 12 auf. Es ist jedoch auch möglich, einen Elektrolyten in Dampfform zu verwenden. Dieser kann mit einer Kathode in Berührung kommen und seine Ladung von der Oberfläche der Kathode erhalten.dielectric material. Below is a material as glass or plastic are understood, or a material which is electrically isolated from the system or this System has the same charge as the electrolyte, see above that no charge from the electrolytically charged cathode is deducted. The conductive part 10 includes an electrode 12, which is from an electrical power source, such as. B. a conventional DC generator (not shown), is charged and opposite the workpiece 14 is used as a cathode. the Electrode 12 can be a metal tube, e.g. B. made of titanium. It charges the electrolyte by the arrow 16 is shown when flowing through the cathode 12 on. However, it is also possible to use an electrolyte in vapor form use. This can come into contact with a cathode and get its charge from the surface of the cathode.

Der Elektrolyt 16 kann, wenn er mit der Kathode in Berührung kommt, durch Versprühen, als Flfüssigkeitstropfen» Hebel oder dgl. dampfförmig gemacht werden oder er kann eine flüssige . Form aufweisen. Wenn er flüssig Ist, kann er durch die Berührung mit der Kathode ionisiert und verdampft werden.The electrolyte 16 can when it is in contact with the cathode comes, by spraying, as a drop of liquid »lever or Like. Be made in vapor form or it can be a liquid. Have shape. If it is fluid, it can be through touch ionized with the cathode and vaporized.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt. Ein Gas, welches unter Druck stent, z. B. Luft, wie durch den Pfeil 18 gekennzeichnet, wird mit dem Elektrolyten 16 innerhalb des hohlen Leitteils 10 vermischt, wenn der Elektrolyt von der hohlen Elektrode 12 ausströmt. Hierdurch wird der Elektrolyt verdampft und durch die Flüssigkeltsausströmdüse 20 des hohlen Leitteils 10 nach außen getragen. Der Elektrolyt strömt durch den Auslaß 21 auf das Werkstück Ik zu und kommt mit diesem als aufgeladener dampfförmiger Elektrolyt 22 in Berührung. Sodann wird Material in der Zone des Werkstückes selektiv abgetragen, die mit dem kathodisch aufgeladenen, dampfffenigen Elektrolyten In Berührung kommt, der aus der Düse unter bekannten Bedingungen, wie sie z. B. in dem oben erwähnten US Patent 3 ^03 OBk beschrieben sind, ausströmt.A preferred embodiment is shown in FIG. A gas which stent under pressure, e.g. B. Air, as indicated by the arrow 18, is mixed with the electrolyte 16 within the hollow conducting part 10 when the electrolyte flows out of the hollow electrode 12. As a result, the electrolyte is evaporated and carried to the outside through the liquid discharge nozzle 20 of the hollow guide part 10. The electrolyte flows through the outlet 21 towards the workpiece Ik and comes into contact with it as a charged, vaporous electrolyte 22. Then material is selectively removed in the zone of the workpiece that comes into contact with the cathodically charged, vaporous electrolyte, which is released from the nozzle under known conditions, such as those described in e.g. B. in the above-mentioned US Patent 3 ^ 03 OBk , flows out.

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Das Verfahren nach dem oben erwähnten US Patent 3 403 084 wurde beispielsweise ausgeführt mit wäßriger 10 Jfiger Schwefelsäure als Elektrolyt, einem Potential von ungefähr 650 Volt und 0,2 mm (0,008 Zoll) Außendurchmesser der F.ührungsdüse, um eine Ausnehmung von etwa 0,25 bis 0,5 mm (0,01 bis 0,02 Zoll) Durchmesser zu schaffen. Es wurde ferner ein Material auf Kobalt-Basis verwendet, das im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen (in Gewichtsprozent) zusammengesetzt war: 20 % Chrom, 10 % Nickel, 1,5 % Hangan, 15 % Wolfram, ungefähr 0,1 % Kohlenstoff, ungefähr 2 % Eisen und der Rest Kobalt. Der Druck des flüssigen Elektrolyten betrug ungefähr 4 kg/cm² (60 psi), der Gasdruck» s. B. Luftdruck, betrug ca. ä 2 bis 2,5 kg/cm² (30 bis 35 psi) und der Spalt bzw. die Entfernung zwischen der Kathode 12 und dem Werkstück 14 betrug 1,3 mm (0,5 Zoll).For example, the process of the aforementioned US Pat. 25 to 0.5 mm (0.01 to 0.02 inches) in diameter. A cobalt-based material was also used which was composed essentially of the following components (in percent by weight): 20 % chromium, 10 % nickel, 1.5 % hangan, 15 % tungsten, approximately 0.1 % carbon, approximately 2 % iron and the rest cobalt. The pressure of the liquid electrolyte was approximately 4 kg / cm ² (60 psi), the gas pressure »s., Air pressure was about ä 2 to 2.5 kg / cm ² (30 to 35 psi) and the gap or the distance between cathode 12 and workpiece 14 was 1.3 mm (0.5 inches).

Normalerweise unterliegt eine solche Legierung auf Kobaltbasis den elektrolytisehen Bedingungen, die in diesem Ausfühfungsbeispiel beschrieben sind, einer selektiven ätzung und einer intergranularen Korrosion. Jedoch haben metallografIsche Untersuchungen sowohl in der geätzten als auch in der ungeätzten Form nach dem Bohren ergeben, daß erfindungsgemäß die Wände der Bohrungen extrem glatt waren und keine (int er granular) angegriffenen Kornlücken oder Verformzonen aufwiesen. Bohrungen, die im gleichen Stück unter den gleichen Bedingungen mit einem aufgeladenen Elektrolyten gemacht wurden, der von der Flussigkeltsausströmdüse in Form eines Flüssigkeitsstromes auf das Werkstück gerichtet wurde und mit diesem in Berührung kam, wiesen relativ rauhe Oberflächen und einige (intergranular) angegriffene Kornlücken auf.Such a cobalt-based alloy is normally subject to the electrolytic conditions used in this embodiment are described, a selective etching and an intergranular corrosion. However, metallographic Investigations in both the etched and in the unetched form after drilling show that according to the invention the walls of the bores were extremely smooth and no (int er granular) attacked grain gaps or deformation zones exhibited. Holes made in the same piece under the same conditions with a charged electrolyte were made, the shape of the Flussigkeltsausströmdüse A stream of liquid was directed onto the workpiece and came into contact with it, had relatively rough surfaces and some (intergranular) attacked grain gaps on.

Ein anderes Material, nämlich eine Legierung auf Nickelbasis, bei der normalerweise die Kornlücken ebenfalls (intergranular) angegriffen werden und durch eine selektive Ätzung rauh werden, wurde erfindungsgemäß unter gleichen Bedingungen und mit gleichem Ergebnis ausgewertet. Eine solche Legierung hatteAnother material, namely a nickel-based alloy, in which normally the grain gaps are also (intergranular) are attacked and become rough due to a selective etching, according to the invention under the same conditions and with evaluated with the same result. Such an alloy had

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eine Zusammensetzung, in Gewichtsprozenten, von 0,18 % Kohlenstoff, 9₃5 % Chrom, 4,2 % Titan₉ 5,5 % Aluminium, 0,06 % Zirkon, 15 % Kobalt, 3 % Molybdän, 1 % Vanadium, 0,02 % Bor mit dem Rest Nickel und gelegentlichen Verunreinigungen. In anderen Fällen wurden als Gase z. B₄ Sauerstoff und Stickstoff mit Erfolg angewendet, um den dampfförmigen Elektrolyten zu transportieren nand zu führen und Ausnehmungen in einer Anzahl von Materialien₉ wie z. B. den oben erwähnten hochtemperaturfesten Legierungen und in Titan zu erzeugen. Charakteristisch für die Oberfläche in allen Beispielen war das splegeläfanliefee Finish, welches von intergranularen Angriffen frei war.· Zusätzlich ergibt die Anwendung des erfindungsgemäßen Yerfataens einen geringeren "Halo"-Effekt über dem Umfang des* erzeugten Ausnehmung. Ein solcher Effekt tritt auf ₃ wenn überschüssiger Elektrolyt mit solchen peripheren Zonen In Kontakt kommt«a composition, in percent by weight, of 0.18 % carbon, 9 ₃ 5 % chromium, 4.2 % titanium, ₉ 5.5 % aluminum, 0.06 % zircon, 15 % cobalt, 3 % molybdenum, 1 % vanadium, 0 , 02 % boron with the remainder nickel and occasional impurities. In other cases, as gases such. B ₄ Oxygen and nitrogen used successfully to transport the vaporous electrolyte and to carry out recesses in a number of materials ₉ such as e.g. B. the above-mentioned high temperature alloys and titanium. Characteristic of the surface in all examples was the smooth finish, which was free of intergranular attacks. In addition, the use of the yerfataen according to the invention results in a lower "halo" effect over the circumference of the recess created. Such an effect occurs ₃ when excess electrolyte comes into contact with such peripheral zones «

Die Fig. 2 zeigt eine teilweise schematlsehe Ansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausfitoiangsform der Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Yerfahren durchgeführt wird. Der Elektrolyt 16, der entweder flüssig oder in Dampfform in den hohlen Leitteil 2k eintritt, berührt die Kathode 26. Wenn er flüssig ist,, kasira er dadurch ver-? dampft werden. Die Berührung mit der Kathode 26 ionisiert den Elektrolyten teilweise. Hierdurch wird ein kathodisch aufgeladener, teilweise Ionisierter dampfförmiger Elektrolyt 28 erzeugt, der durch die öffnung oder den Auslaß 30 in Richtung auf das anodische Merkstück austritt, und mit diesem in Berührung kommt. Durch diese Berührung wird eine hoch verfeinerte elektrolytIsche Materialabtragimg von dem Werkstück erreicht.FIG. 2 shows a partially schematic view, partially in section, of another embodiment of the device with which the method according to the invention is carried out. The electrolyte 16, which enters the hollow conducting part 2k either in liquid or in vapor form, touches the cathode 26. If it is liquid, does it cause damage? be steamed. Contact with the cathode 26 partially ionizes the electrolyte. This produces a cathodically charged, partially ionized, vaporous electrolyte 28 which exits through the opening or the outlet 30 in the direction of the anodic marker and comes into contact with it. This contact results in a highly refined electrolytic removal of material from the workpiece.

Der Dampfdruck des dampfförmigen Elektrolyten 28 kann ausreichend sein, um ihn von der öffnung 30 In Richtung auf das Werkstück 14 zu tragen. Die Zufuhr eines Gases unter Druck, wie z. B. Luft, In den Leitteil 2k kann jedoch den Transport und die Führung der Strömung des Dampfes 28 inThe vapor pressure of the vaporous electrolyte 28 can be sufficient to carry it from the opening 30 in the direction of the workpiece 14. The supply of a gas under pressure, such as. B. air, in the guide part 2k , however, can transport and guide the flow of steam 28 in

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Richtung auf das Werkstück und die ELerührung mit demselben erleichtern. In einem anderen Ausführungsbeispiel wurde der Spalt zwischen dem Werkstück lA und der Öffnung 30 nach Fig. 2 oder der Düse 20 nach Fig. 1 dadurch unter einem verringerten Druck gehalten, z. B. durch Verwendung eines Teilvakuums, das mit bestimmten Mitteln, wie z. B. einem Ventilator er- ■ zeugt wurde, um den dampfförmigen Elektrolyten abzuziehen und in Richtung auf das Werkstück zu bewegen und mit diesem in Berührung zu bringen oder um den Dampf nach dem Gebrauch vom Werkstück abzuziehen oder als Überlauf.Direction towards the workpiece and the contact with the same facilitate. In another exemplary embodiment, the gap between the workpiece 1A and the opening 30 according to FIG. 2 or the nozzle 20 of FIG. 1 thereby kept under a reduced pressure, e.g. B. by using a partial vacuum, that with certain means, such as. B. a fan was generated to withdraw the vaporous electrolyte and move it towards and with the workpiece in contact or around the steam after use from the workpiece or as an overflow.

Die vorliegende Erfindung erfordert daher nicht das relativ teure und aufwendige System zur Rückgewinnung des Elektrolyten, das normalerweise bei bekannten Verfahren zur elektrolytisehea Materialabtragung wirtschaftlich notwendig ist und relativ große Mengen flüssigen Elektrolytes braucht. Weiterhin wird eine wesentlich verbesserte Oberfläche geschaffen, wobei das Material mit Geschwindigkeiten abgetragen wird₉ die mit denjenigen anderer Verfahren zumindest vergleichbar ist.The present invention therefore does not require the relatively expensive and complex system for recovering the electrolyte, which is normally economically necessary in known processes for electrolytic material removal and which requires relatively large amounts of liquid electrolyte. Furthermore, a significantly improved surface is provided, wherein the material is removed with the other speeds ₉ with those methods is at least comparable.

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Claims

- 10 claims

.j Method for the electrolytic removal of conductive material from a workpiece by means of steam, comprising the following steps:

a cathodically charged vaporous electrolyte ( _{22, 28) is partially but not completely ionized 3} , then the vaporous electrolyte (22, 28) is brought into contact with the memory piece (14) in order to electrolytically remove material from the memory piece.

2. The method according to claim 1 for electrolytic metallic material from a workpiece by means of a hollow conductive part containing an electrode, the In relation Cathodically charged onto the workpiece. Is and wherein the guide part has an outflow opening for the electrolyte, containing the following steps:

the outflow opening (21, 30) for the electrolyte and the workpiece are arranged opposite one another, ₂ a vaporous electrolyte (22 _S 28} is introduced into the iaoliie guide part (10, 24),

the vaporous electrolyte is cathodic (12, -26) in relation charged onto the workpiece (14) and at least partially but not completely ionized,

the vaporous electrolyte (22 _a 28) is ejected from ösm guide part (10, 24) through the outflow opening (21, 30) of the electrolyte in the direction of the workpiece (1 ^) and is brought into contact with this, - · is simultaneously Maintain an electrical potential TOn of sufficient intensity by the vaporous electrolyte »(22 ₉ 28) between the electrodes (12, 2β) and the memory piece (1h) in order to maintain the partial ionization of the most popular electrolyte (16)»

Method according to Claim 2, characterized by an electrical potential of sufficient intensity to generate a current-voltage curve in the vaporous electrolyte (22, 28) between the workpiece (14) and the electrode (12 ₉ 26), which is at least in the "Kellogg- Region "is located.

The method of claim 3 _5, characterized in that the electrode is hollow and opens into the hollow guide part, and generates in which a vaporous electrolyte as follows: "

a liquid electrolyte is passed through the hollow electrode (12) driven through in order to cathodically charge the electrolyte and to deliver it into the hollow conducting part (10) and at the same time a gas (18) is introduced into the hollow conducting part (10) and brought into contact with the electrolyte (16), the gas from the hollow electrode (12) in a Flows out at a speed and pressure that is sufficient to vaporize the electrolyte (iß) and around the vaporous electrolyte (22) through the outlet (21) to be transported to the workpiece (14.).

Device for the electrolytic removal of electrically λ conductive material from a workpiece ₉ characterized by 'a dielectric conductive part (10, 2k) for the electrolyte, which has a hollow interior and an outlet (21, 30), an electrical power source, predominantly a direct current source,

an electrode (12, 26) arranged in the hollow interior of the conducting part (10, 24) and connected to the electrical power source is connected so that the electrode (12, 26) during operation of the 4-device with respect to the workpiece (14) is cathodic,

a supply unit for the electrolyte, means to vaporize the electrolyte, • Means to get the vaporized electrolyte (16) into the hollow

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To bring the interior of the conducting part (10, 2k) , means for controlling the power source, which are connected to this in order to apply a sufficient electrical voltage between the electrode (12, 26) and the workpiece (14) during operation, in order to at least partially, but not completely, ionize the vaporized electrolyte (16) and to keep the vaporized electrolyte partially ionized and

Means which bring the outlet (21, 30) of the guide part (10, 2k) and the workpiece (Ik) into a position in which they are opposed to one another with a gap in order to allow a flow of the partially ionized, vaporized electrolyte during operation (16) to the workpiece (14) and to achieve contact with it.

6. Apparatus according to claim 5 »characterized in that it additionally contains means that the evaporated electrolyte (l6) from the gap between the workpiece (IM) and the outlet (21, 30) of the guide part (10,24) pull off.

7 · Device according to claim 5, characterized that means are provided which the electrode (12, 26) and the workpiece (14) relative to one another move.

8. Apparatus according to claim 5 » marked

• through a hollow electrode (12) that faces the inside of the hollow conducting part (10) is open and introduces the electrolyte (16) into this hollow interior.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the electrode (12) is a liquid Introduces electrolyte (16) into the guide part (10) and that means are provided for a gas (18) into the hollow interior of the guide part in the direction of the liquid electrolyte at sufficient speed and with sufficient pressure

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ren to vaporize the liquid electrolyte (16).

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