RU1794604C

RU1794604C - Electrolyte for electrochemical treatment

Info

Publication number: RU1794604C
Application number: SU894725895A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Абакшин; Александр Вячеславович Никонов; Сергей Анатольевич Лилин; Александр Дмитриевич Бочаров; Евгений Михайлович Румянцев; Геннадий Алексеевич Крестов
Original assignee: Институт Химии Неводных Растворов Ан Ссср; Ивановский Химико-Технологический Институт
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Использование: обработка меди и ее сплавов. Сущность изобретени : в электролит на основе водного раствора хлорида ще- лочного металла и нитрата аммони вводитс гептиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид щелочного металла 4-6; нитрат аммони 13-17; гептиламин 10-20; вода остальное, а в качестве хлорида щелочного металла используетс хлорид натри или кали . 1 табл.Usage: processing of copper and its alloys. SUMMARY OF THE INVENTION: heptylamine is introduced into an electrolyte based on an aqueous solution of an alkali metal chloride and ammonium nitrate in the following ratio, wt.%: Alkali metal chloride 4-6; ammonium nitrate 13-17; heptylamine 10-20; the rest is water, and sodium or potassium chloride is used as the alkali metal chloride. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к электрохимическим и электрофизическим методам обработки металлов, в частности к электрохимической размерной обработке (ЭХО) меди и ее сплавов.The invention relates to electrochemical and electrophysical methods of metal processing, in particular to electrochemical dimensional processing (ECHO) of copper and its alloys.

Известно, что дл обработки меди и ее сплавов используетс 10 -25% раствор хлорида натри . Однако качество обработанной поверхности при этом неудовлетворительное (матова , неровна поверхность). Известно, что дл обработки меди и ее сплавов с целью полировки поверхности изделий чаще всего примен ютс электролиты на основе фосфорной кислоты (от. 600 до 1400 г/л). Однако коррозионна активность этих электролитов достаточно высока, чтобы использовать их с целью электрохимической обработки меди и ее сплавов.It is known that a 10-25% sodium chloride solution is used to treat copper and its alloys. However, the quality of the treated surface is unsatisfactory (matte, uneven surface). It is known that for the treatment of copper and its alloys with the aim of polishing the surface of products, phosphoric acid based electrolytes (from 600 to 1400 g / l) are most often used. However, the corrosive activity of these electrolytes is high enough to be used for the electrochemical treatment of copper and its alloys.

Известен электролит дл размерной обработки меди и ее сплавов, содержащий (мас.%)Known electrolyte for dimensional processing of copper and its alloys, containing (wt.%)

Нитрат натри 15-20 Нитрат аммони 5-7 Натрий лимоннокислый 1-2 Вода ОстальноеSodium nitrate 15-20 Ammonium nitrate 5-7 Sodium citrate 1-2 Water The rest

Однако качество обработанной поверхности неудовлетворительное (матова , с частичными нерастравленными участками поверхность).However, the quality of the treated surface is unsatisfactory (matte, with partially undisturbed surface sections).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, вл етс электролит следующего состава, мае, %:The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is an electrolyte of the following composition, May,%:

Нитрат натри 8-10Sodium nitrate 8-10

Хлорид натри 5-6Sodium Chloride 5-6

Фтористый натрий0,6-0,8Sodium Fluoride 0.6-0.8

Нитрат аммони 1-2Ammonium Nitrate 1-2

ВодаОстальноеWater Else

приведенный .given.

Однако проведение электрохимической обработки меди в данном электролите не обеспечивает высокого качества обработанной поверхности (получаетс ровна , но матова поверхность ,5 MKM). Кроме того, величина производительности при электрохимической обработке в данном электролите невелика.However, the electrochemical treatment of copper in this electrolyte does not provide a high quality treated surface (a smooth but dull surface is obtained, 5 MKM). In addition, the value of productivity during electrochemical processing in this electrolyte is small.

Целью изобретени вл етс улучшение качества обработки поверхности с одноСЛThe aim of the invention is to improve the quality of surface treatment with one SL

СWITH

чh

22

ОABOUT

gg

временным увеличением производительности ЭХО.temporary increase in ECHO performance.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известный электролит, содержащий нитрат аммони , хлорид натри и воду, дополнительно ввод т гептиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:This goal is achieved by the fact that heptylamine is additionally introduced into the known electrolyte containing ammonium nitrate, sodium chloride and water in the following ratio, wt.%:

Хлорид щелочного металла4-6 Нитрат аммони . 13-17 Гептиламин 10-20 Вода Остальное Известны электролиты 4,5, где нитрат аммони вводитс С целью улучшени качества обработанной поверхности, а также с целью увеличени производительности 5.Alkali metal chloride 4-6 Ammonium nitrate. 13-17 Heptylamine 10-20 Water Else Electrolytes 4,5 are known, where ammonium nitrate is introduced in order to improve the quality of the treated surface, and also to increase productivity 5.

Известно большое число электролитов, в состав которых ввод т хлориды с целью интенсификации процесса ЭХО 1.A large number of electrolytes are known in which chlorides are introduced in order to intensify the process of ECHO 1.

Известны электролиты, содержащие амины 6: моноэтаноламин 7, смесь моно- и триэтаноламина 8 и триэтаноламин 9.Known electrolytes containing amines 6: monoethanolamine 7, a mixture of mono- and triethanolamine 8 and triethanolamine 9.

По 7 добавки сернокислого магни и моноэтаноламина ввод тс дл повышени локализации процесса (повышение точности формообразовани ).At 7, magnesium sulfate and monoethanolamine additives are introduced to increase the localization of the process (increase the accuracy of shaping).

По 8 введение моно- и триэтаноламина способствует повышению стабильности и производительности ЭХО. Присутствие в электролите аминов, способствует по мнению авторов 8 предотвращению Образовани пленки из вторичных продуктов процесса и св занного с этим изменением сопротивлени поверхностного сло на катоде-инструменте .For 8, the introduction of mono - and triethanolamine helps to increase the stability and productivity of ECHO. The presence of amines in the electrolyte, according to the authors of 8, helps to prevent the formation of a film from the secondary products of the process and the related change in the resistance of the surface layer on the cathode-instrument.

Присутствие триэтаноламина, по мнению авторов 9, способствует повышению точности ЭХО из-за стабилизации протекани процесса ЭХО за счет изменени повер- хностного нат жени - раствора и уменьшени газовыделени .:The presence of triethanolamine, according to the authors of 9, contributes to an increase in ECHO accuracy due to stabilization of the ECHO process due to a change in the surface tension — solution and a decrease in gas evolution.

В предлагаемом техническом решении хлорид щелочного металла также вводитс с целью повышени производительности процесса ЭХО и меди и ее сплавов. Нитрат аммони вводитс дл улучшени качества поверхности, что происходит, по нашему мнению, за счет некоторого пассивирующе- го его действи на медь и ее сплавы, а также и дл повышени производительности за счет химического взаимодействи иона аммони с медью и образовани при этом комплексных частиц, хорошо растворимых в растворе электролита. .In the proposed technical solution, alkali metal chloride is also introduced in order to increase the productivity of the process of ECHO and copper and its alloys. Ammonium nitrate is introduced to improve the surface quality, which, in our opinion, occurs due to some passivating effect on copper and its alloys, as well as to increase productivity due to the chemical interaction of the ammonium ion with copper and the formation of complex particles. highly soluble in electrolyte solution. .

Гептиламин вводитс дл обеспечени полировки меди (и ее сплавов), что достигаетс из-за адсорбции гептиламина на обрабатываемой поверхности и образованием при этом комплексных частиц, включающихHeptylamine is introduced to ensure polishing of copper (and its alloys), which is achieved due to the adsorption of heptylamine on the treated surface and the formation of complex particles, including

как медь и гептиламин, так и катионы щелочных металлов с образованием гетерокомп- лексов меди. Проведение процесса ЭХО в растворах, содержащих только неорганиче- ские соли (хлорид щелочного металла и нитрат аммони ) или попарное сочетание гептиламина и одной из вышеуказанных солей не приводит к желаемым результатам.both copper and heptylamine and alkali metal cations with the formation of copper heterocomplexes. The ECHO process in solutions containing only inorganic salts (alkali metal chloride and ammonium nitrate) or a pairwise combination of heptylamine and one of the above salts does not lead to the desired results.

Таким образом, у за вл емого техниче- ского решени по вились свойства, не совпадающие со свойствами известных решений - одновременное увеличение производительности и точности формообразовани и улучшение качества обработанной поверхности.Thus, the claimed technical solution showed properties that do not coincide with the properties of the known solutions — a simultaneous increase in productivity and accuracy of shaping and an improvement in the quality of the machined surface.

Электролит готовилс следующим образом: необходимые количества хлорида натри и нитрата аммони последовательно раствор лись в расчетном количестве воды. После этого добавл ли требуемое количество гептиламина.The electrolyte was prepared as follows: the required amounts of sodium chloride and ammonium nitrate were successively dissolved in the calculated amount of water. After that, the required amount of heptylamine was added.

Пример. Дл приготовлени 1 кг раствора № 2 (табл. 1) 50 г NaCI и 150 г МЩМОз раствор ли 650 мл воды. В пол- ученный раствор добавили 193,1 мл гептиламина (плотностью 0,777 г/см3). Раствор перемешивали.Example. To prepare 1 kg of solution No. 2 (Table 1), 50 g of NaCl and 150 g of MSCMOs were dissolved with 650 ml of water. 193.1 ml of heptylamine (0.777 g / cm3 density) was added to the resulting solution. The solution was stirred.

Примеры приготовлени /растворов электролитов с за вленными концентраци- ми компонентов, а также с концентраци ми , выход щими за граничные интервалы, аналогичны приведенному выше.Examples of the preparation / solutions of electrolytes with the stated concentrations of the components, as well as with concentrations that go beyond the boundary intervals, are similar to the above.

Испытани электролита проводили на электродах, изготовленных из меди на уста- новкё с протоком электролита 10.Electrolyte tests were carried out on electrodes made of copper for installation with an electrolyte duct 10.

Услови проведени испытаний: Сила тока в началеTest conditions: Current at start

обработки125-140 мА МежэлектродныйProcessing 125-140 mA Interelectrode

зазор0,4-1,0 мм Напр жение на . электродах 2-2.4 В Площадь исследуемых электродов 0,1см2 Входное давлениеclearance 0.4-1.0 mm electrodes 2-2.4 V Area of the studied electrodes 0.1 cm2 Inlet pressure

электролита0,1 МПаelectrolyte 0.1 MPa

Результаты испытаний приведены в таблице.The test results are shown in the table.

Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что использование предполагаемого электролита в за вл емых соотношени х (примеры 2-8) позвол ет достигнуть поставленную цель, а именно улучшение качества обработки поверхности с одновременным увеличением производительности процесса ЭХО. Уменьшение или увеличение концентрации хлорида натри (или кали ) (примеры 9,10), нитрата аммони (примеры 11,12) и гептиламина (примеры 13,Thus, from the data given in the table it follows that the use of the proposed electrolyte in the claimed ratios (examples 2-8) allows us to achieve our goal, namely, improving the quality of surface treatment while increasing the productivity of the ECHO process. A decrease or increase in the concentration of sodium chloride (or potassium) (examples 9.10), ammonium nitrate (examples 11.12) and heptylamine (examples 13,

14) приводит к ухудшению качества обработанной поверхности.14) leads to a deterioration in the quality of the treated surface.

Электролит дешев, нетоксичен, прост по приготовлению и стабилен в работе. Рапри пропускании через него 30 А-чзс/л количества электричества. Применение за вл емого электролита позвол ет повысить качество обработанной поверхности и проThe electrolyte is cheap, non-toxic, easy to prepare and stable in operation. When passing through it 30 A-hzs / l of the amount of electricity. The use of the claimed electrolyte makes it possible to improve the quality of the treated surface and

ботоспособность электролита сохран етс 5 изводительность процесса ЭХО.5 electrolyte viability is maintained.

Claims

The formula of the invention 1. An electrolyte for the electrochemical treatment of metals based on an aqueous solution of alkali metal chloride and ammonium nitrate, characterized in that, in order to increase the productivity of the process and the quality of the treated surface when processing copper and its alloys, it contains heptylamine in the following ratio of components, wt .%:

Alkali metal chloride

Ammonium Nitrate Heptylamine Water

2, The electrolyte according to claim 1, characterized in that sodium or potassium chloride is used as the alkali metal chloride.

Table continuation