со о: о оco o o o o o
00 Изобретение относитс к электрофизическим и электрохимическим мето дам обработки материалов, а именно к электролитам дл размерной электрохимической обработки металлов .изделий из титана и сплавов на его основе. Известен электролит дл размерно электрохимической обработки (ЭХО) титана - водный 24%-ный раствор хло . нокислого натри согласно которому титан обрабатывают со скоростью в 1,8-2,0 раза большей, чем в электролитах ионного состава, например в водном растворе 10% хлорида натр при тех же энергозатратах, что объ сн етс переходом атомов титана в ионное состо ние в низшей валентности 1 . Недостатком известного состава электролита вл етс невысока точность электрохимического формообразовани , обусловленна независимость выхода металла по току от плотности тока. Из-за этого не соблюдаетс |0дно из условий, необходимых дл рбеспечени высокой точности обработки , - преимущественное анодное растворение участков изделий, расположенных в наибольшей близости к поверхности катода-инструмента, т. при наибольшей рабочей плотности тока. Цель изобретени - повыг ение точности размерной электрохимической обработки изделий из титана и сплавов на его основе при одновременном сохранении высокой производ тельности. Поставленна цель достигаетс т что ЭХО ведут в электролитеводном растворе сЫеси солей, Mac.S: хлорнокислый натрий 1,5-3 и азотистокислый натрий 4-15. Логбанка азотистокислого натри обеспечивает высокую точность копи ровани формы и размеров катода инструмента , а хлорнокислый натрий высокую скорость анодного растворе ни титана. Кроме того, азотистоки лнй натрий, оказьша пассивирующее действие, снижает выход металла по току при низких плотност х тока обуславливает очень малую скорость анодного растворени боковых повер ностей обрабатываемого издели и тем самым повышенную точность ЭХО изделий из титана и сплавов на его основе. Концентраци всех компонентов электролита выбрана исход из соображений обеспечени достаточно высокой производительности процесса при высоких плотност х тока в сочет нии с минимальной производительносtbro при низких плотност х тока, С уменьшением концентрации клорнокислого натри ниже 1,5 мас.% ско рость анодного растворени титана уменьшаетс при неизменном содержа-НИИ в растворе азотистокислого натри . Увеличение концентрации азотистокислого натри более 15 мас.% не приводит к дальнейшему снижению скорости обработки при низких плотност х тока. Уменьшение концентрации азотистокислого натри ниже 4 мас.% увеличивает скорость анодного процесса при низких плотност х тока при содержании в растворе хлорнокислого натри неизменным в указанных пределах. Увеличение концентрации натри хлорнокислого выше 3 мае.% не приводит к существенному увеличению скорости анодного растворени титана при неизменном содержании в электролите азотистокислого натри , однако увеличивает пожаро- и взрывоопасность при использовании предлагаемого электролита в производственных услови х, в то врем как предполагаетс , что при попадании капель предлагаемого электролита на загораемые поверхности и высыханли его, кристал-, лы натри хлорнокислого раздел ютс сло ми кристаллов азотистокислого натри , не склонных к загоранию и,следовательно , преграждающих распространение огн . Пример 1. в 500 мл водопроводной воды раствор ют 20 г хлорнокислого натри и 50 г азотистокислого натри , а затем довод т объем , раствора до 1 л. В приготовленном таким образом электролите на лабораторной установке провод т, электрохит мическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ-3-1 площадью 2 см при 22 с и давлении электролита на входе в чейку 8 атм и межэлектродном рассто нии 0,2 мм различной плотностью тока. После обработки с плотностью тока 10 А/см получают блест щую поверх- ность с R|a 0,38 мкм, причем скорость съема 0,27 мм/мин. После обработки с плотностью тока 1 А/см- получают поверхность с Ry 0,8 мкм, скорость съема составл ет 0,004 мм/мин (0,004 мм/мин). При обработке таких же образцов в сравнимых услови х в электролите водном растворе 15% хлористого натри получают серую поверхность образцов а RP 2,6 мкм, скорость съема при 10 А/см составл ет 0,14 мм/мин, а при 1 А/мм - 0,014 мм/мин. Пример 2. В 500 мл воДопроводной воды раствор ют 30 г хлорнокислого натри и 100 г азотистокислого натри , а затем довод т объем раствора до 1 л. В этом электролите провод т электрохимическую обработку торцовой поверхности цилиндрических образцов из сплава ВТ14 площадью 2 см при при давлении элек ролита на входе в чейку 8 атм и межэлектродном рассто нии 0,2 мм с различной плотностью тока. После обработки с плотностью тока 20 А/см получают блест щую поверхность с RC( 0,48 мкм, причем скорость съема составл ет 0,53 мм/мин. После обработки с плотностью тока 1 А/см получают поверхность с RJ, 0,9 мкм, а скорость съема соетавл ет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых услови х в электролите - водном растворе 15% хлористого натри получают серую поверхность образцов с R 1,2 мкм. Скорость съема при 20 А/см составл ет 0,27 мм/мин, а при 1 А/см 0 ,014 мм/мин. Пример 3. В 500 мл водопроводной воды раствор ют 15 г хлорноки лого натри и 150 г азотистокислого натри , .а затем довод т объем раство ра до 1л. В этом электролите провод т электрохимическую обработку образцов из сплава ВТ-5 при услови х, аналогичных примерам 1 и 2 е различной плотностью тока. после обработки с плотностью тока 60 А/см получают матовую поверхность образцов с R 0,5 мкм/ причем скорость съема составл ет 1,55 мм/мин. После обработки с плотностью тока А/см получают матовую поверхность с (ц - OfS мкм, а скорость съема составл ет 0,004 мм/мин. При обработке таких же образцов в сравнимых услови х в водном растворе хлористого натри (15%) получают серую поверхность образцов с Rji 0,8 мкм, а скорость съема составл ет 1,0 мкм/мин при 60 и 0,014 мм/мин при 1 Как видно из приведенных примеров, применение предлагаемого электролита при ЭХО титановых сплавов позвол ет повысить производительность обработки в 1,5-1,9 раза по сравнению с ЭХО в растворе хлористого натри и улучшить локализацию анодного процесса , а также повысить точность обработки .00 The invention relates to electrophysical and electrochemical methods of processing materials, namely, electrolytes for dimensional electrochemical machining of metals. Products from titanium and alloys based on it. A known electrolyte for the size-by-size electrochemical treatment (ECM) of titanium is an aqueous 24% chloro solution. according to which titanium is processed at a rate of 1.8-2.0 times greater than in electrolytes of ionic composition, for example, in an aqueous solution of 10% sodium chloride at the same energy consumption, which is explained by the transition of titanium atoms to the ionic state lower valence 1. A disadvantage of the known electrolyte composition is the low accuracy of electrochemical shaping, due to the independence of the current output of the metal from the current density. Because of this, one of the conditions necessary for ensuring high precision of processing is not observed - the predominant anodic dissolution of the sections of products located closest to the surface of the tool cathode, that is, at the highest operating current density. The purpose of the invention is to increase the accuracy of dimensional electrochemical machining of products from titanium and alloys based on it while maintaining high productivity. The goal is achieved that the ECHOs are carried out in an electrolytic water solution of a suspension of salts, Mac.S: sodium chlorophosphate 1.5-3 and sodium nitrate 4-15. Sodium nitrite log bank provides high accuracy of copying the shape and size of the instrument cathode, and sodium perchloric acid provides a high rate of anodic solution of titanium. In addition, the sodium nitride source, having a passivating effect, reduces the metal's current yield at low current densities, which results in a very low anodic dissolution rate of the side surfaces of the processed product and, thus, an increased accuracy of ECHO products made of titanium and alloys based on it. The concentration of all components of the electrolyte was chosen in view of ensuring sufficiently high process performance at high current densities combined with minimum performance at low current densities. With a decrease in the sodium sulphate concentration below 1.5 wt.%, The anodic dissolution rate of titanium decreases at a constant containing a scientific research institute in a solution of sodium nitrite. An increase in the concentration of sodium nitrite over 15% by weight does not lead to a further decrease in the processing rate at low current densities. A decrease in the concentration of sodium nitrite below 4% by weight increases the rate of the anodic process at low current densities with the content of sodium perchloric acid solution unchanged within the specified limits. An increase in sodium perchloric acid concentration above 3 May.% Does not lead to a significant increase in the rate of anodic dissolution of titanium with an unchanged content of sodium nitrite in the electrolyte, however, it increases fire and explosion hazard when using the proposed electrolyte under production conditions, while droplets of the proposed electrolyte on the surfaces to be illuminated and dried out; the crystals of sodium perchloric acid are separated by layers of sodium nitrite crystals, not sk onnyh for lighting up and thus blocking the spread of fire. Example 1. 20 g of sodium perchloric acid and 50 g of sodium nitrite are dissolved in 500 ml of tap water, and then the volume is adjusted to 1 l. In the electrolyte prepared in this way, the laboratory setup was used to electrochemically treat the end surface of cylindrical samples made of VT-3-1 alloy 2 cm in area at 22 s and the electrolyte pressure at the entrance to the cell was 8 atm and the electrode spacing was 0.2 mm. current. After treatment with a current density of 10 A / cm, a shiny surface with R | a 0.38 μm is obtained, and the removal rate is 0.27 mm / min. After treatment with a current density of 1 A / cm, a surface with Ry of 0.8 µm is obtained, the removal rate is 0.004 mm / min (0.004 mm / min). By treating the same samples under comparable conditions in an electrolyte aqueous solution of 15% sodium chloride, a gray surface of the samples is obtained and RP 2.6 μm, the removal rate at 10 A / cm is 0.14 mm / min, and at 1 A / mm - 0.014 mm / min. EXAMPLE 2 30 g of sodium perchloric acid and 100 g of sodium nitrite are dissolved in 500 ml of hydrospheric water, and then the solution is brought to 1 liter. In this electrolyte, an electrochemical treatment of the end surface of cylindrical samples of VT14 alloy 2 cm in area is carried out at an electrolyte pressure at the entrance to the cell of 8 atm and an interelectrode distance of 0.2 mm with different current density. After treatment with a current density of 20 A / cm, a shiny surface with an RC (0.48 µm) is obtained, the removal rate being 0.53 mm / min. After treatment with a current density of 1 A / cm, a surface with RJ, 0.9 µm, and the removal rate is 0.004 mm / min. When processing the same samples under comparable conditions in an electrolyte-aqueous solution of 15% sodium chloride, a gray surface of the samples with R 1.2 µm is obtained. The removal rate at 20 A / cm is 0.27 mm / min, and at 1 A / cm 0, 014 mm / min. Example 3. In 500 ml of tap water dissolve 15 g of chlorinated sodium and 150 g of nitrogen. sodium oxide, and then the volume of the solution is adjusted to 1. In this electrolyte, samples of the BT-5 alloy are electrochemically treated under conditions similar to examples 1 and 2 e with different current densities after treatment with a current density of 60 A / cm a matte surface is obtained for samples with R 0.5 µm / and the removal rate is 1.55 mm / min. After treatment with a current density of A / cm, a matte surface is obtained (c - OfS µm, and the removal rate is 0.004 mm / min . By treating the same samples under comparable conditions in an aqueous solution of sodium chloride (15%), the gray surface of the samples with Rji 0.8 µm is obtained, and the removal rate is 1.0 µm / min at 60 and 0.014 mm / min at 1 How It can be seen from the above examples, the use of the proposed electrolyte in the ECHO of titanium alloys allows to increase the processing performance by 1.5-1.9 times as compared to the ECM in a solution of sodium chloride and to improve the localization of the anodic process, as well as to improve the accuracy of processing.