SU1154382A1

SU1154382A1 - Solution for electrochemical polishing of aluminium alloys

Info

Publication number: SU1154382A1
Application number: SU833625779A
Authority: SU
Inventors: Елена Александровна Федорова; Эдуард Васильевич Митрофанов; Татьяна Степановна Ганженко; Валерий Николаевич Флеров; Владимир Ильич Кучеренко; Василий Михайлович Шупыро
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова; Предприятие П/Я В-2347
Priority date: 1983-07-19
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1985-05-07

Abstract

I. РАСТВОР ДЛЯ ЭЛЕКТГОХИМИЧЕС-КОГО ПОЛИЮВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАЮВ , преимущественно дюралюмина, содержа1Шй фосфорную кислоту, сульфат металла, органическую добавку и воду, отличающийс ia ,,-;,; ; «r an-nj g,...,.,. тем, что, с целью повышени отражательной способности, в качестве сульфата металла . он содержит сульфат кали или натри , а в качестве. органической добавки - алкиларилкетон при следующем соотношении компонентов , мас.%: Фосфорна кислота (УД.В. 1,7 г/см)65-75 Сульфат кали или натри 1-3 Алкиларилкетон0,3-0,6 ВодаОстальное 2. Раствор по п. 1,отличающ и и с тем, что в качестве алккларнлкетона используют п-б ромацетофёнон, п-метоксиацетофенон , феннлэтилкетон.I. SOLUTION FOR ELECTROCHEMICAL WHICH ALUMINUM ALLOYING POLYUVAN, mainly duralumin, containing phosphoric acid, metal sulphate, organic additive and water, differing ia ,, -,; ; “R an-nj g, ...,.,. in order to increase the reflectivity as a metal sulphate. it contains potassium or sodium sulphate, and in quality. organic additives - alkyl aryl ketone in the following ratio, wt.%: Phosphoric acid (UD.V. 1.7 g / cm) 65-75 Potassium or sodium sulfate Alkylaryl ketone 0.3-0.6 Water Other 2. Solution according to p. 1, it is also distinguished by the fact that p-b romacetophenone, p-methoxy acetophenone, phenyl ethyl ketone is used as an alklarnolketone.

Description

1П Изобретение относитс к электрохимической обработке металлов, в частности к гюлированию алюминиевых сплавов, преимущественно дгоралгомин , и может быть использова но дл декоративной отделки поверхности. Известен раствор дл электрохимического полировани алюмини и его сплавов, содержащий фосфорную и серную кислоты и хромовый ангидрид f1. Однако данный электролит токсичен и работает при высокой температуре. Наиболее близким к изобретению вл етс раствор дл электрохимического полировани алюминиевых сплавов, содерлсаншй фосфорную кислоту, сульфат трехвалентного железа и сульфаминовую кислоту. Процесс полировани ведут при плотности анодного тока 10-18 А/дм и 60-SO C 2 Однако при полировании дюралюминп в известном растворе отражательна способность не превышает 61-65%. Цель изобретени - повышение отражатель ной способности. Указанна цель достигаетс тем, что раствор дл электрохимического полирова ги алю миниевых сплавов, преимущественно дюралюмина , содержащий фосфорную кислоту, сульфат металла, органическую добавку и воду, в качестве сульфата металла содержит сульфат кали или натри , а в качестве органической добавки - алкиларилкетон при следу ющем соотно1иении компонентов, мас.%: Фосфорна кислота ( уд.в. ,7 г/см |65-75 Сульфат кали или натри 1-3 Алкиларилкетон0,3-0,6 ВодаОстальиое В качестве алкиларилкетона используют п-бромацетофенон, п-метоксиацетофенон, фени зтилкетон. Полирование рекомендуют проводить при анодной плотности тока 30-50 А/дм и 40-60 С в течение 1-5 мин. Алкиларилкетоны принадлежат к классу неионогенных поверхносгао-активных веществ и Jtpeдcтaвл ют собой масл нистые жидкости или твердые вещества, имеющие общую стру турную формулу . v-S . О/-Сгде X - Н, Р, С1, Вг, N0.,, NH, СН СНр где R -СН, , CjHj п-Бромацетофенон - бес1Шетное кристаллическое вещество со структурной формулой п-Метоксиапетофенон .. твердое вещество со структурной формулой Феншитилкетон С. - бесцветное кристаллическое вещество со структурной ормулой /гл . О сВведение в раствор на основе концентрированной фосфорной кислоты одновременно органической (алкиларилкетон) и неорганической {K,jSO или ) добавок обеспечивает наилучшие услови осуществлени ааектрохимического процесса, способствует поддержанию полируемого металла в транспассивном состо нии. Совместное присутствие добавок приводит к увеличению пол ризуемости анода и дополнительному снижению величины поверхностного нат жени с 75 дин/см до 50 дин/см. Это св зано со специфической соадсорбцией молекул ПАВ и ионов К или Ма на активных участках анодной окисной пленки, что способствует пассивированию поверхности металла. Наличие сульфат-ионов в растворе предотврацдает полную пассивацию анода, поскольку ионы SO внедр сь в рещетку пассивирующего окисла, увеличивают скорость растворени металла. Пределы концентрации компонентов электролита и оптимальный режим электролиза получены методом гшаннровани эксперимента с использованием ЭВМ. Нижние пределы концентрации сульфата щелочного металла в растворе (1 мас.%) и алкиларилкетона (р,3 мас.%) обеспечивают стабильный блеск полируемых изделий . Повышение концентрации сульфата металла свыше 3 мас.% нецелессх)бразно, так как дальнейшего улучшени качества полируемой поверхности не происходит. Повышение концентрации алкиларилкетона свыше 0,6 мас.% не приводит к возрастанию степени блеска полируемой поверхности, но может вызвать пенообразование, а уменьшение концентрации ниже 0,3 мас.% приводит к уменьшению полирующего эффекта.1P The invention relates to the electrochemical machining of metals, in particular, to the gluing of aluminum alloys, mainly dgoralgomin, and can be used for decorative surface finishing. A known solution for the electrochemical polishing of aluminum and its alloys, containing phosphoric and sulfuric acids and chromic anhydride f1. However, this electrolyte is toxic and works at high temperatures. Closest to the invention is a solution for the electrochemical polishing of aluminum alloys, which contains phosphoric acid, ferric sulfate, and sulfamic acid. The polishing process is carried out at an anodic current density of 10-18 A / dm and 60-SO C 2 However, when polishing duralumin in a known solution, the reflectivity does not exceed 61-65%. The purpose of the invention is to increase the reflectivity. This goal is achieved by the fact that the solution for electrochemical polishing of aluminum alloys, mainly duralumin, containing phosphoric acid, metal sulfate, organic additive and water, contains potassium or sodium sulfate as the metal sulfate, and as the organic additive - alkyl aryl ketone with the following ratio of components, wt.%: Phosphoric acid (beats.v., 7 g / cm | 65-75 Potassium or sodium sulfate 1-3 Phenyl methyl ketone. Polishing is recommended at an anodic current density of 30-50 A / dm and 40-60 C for 1-5 minutes Alkyl aryl ketones belong to the class of non-ionic surface active substances and Jt is an oily liquid or solid substance having a common the structural formula .S.O / -Sr X - H, P, C1, Br, N0. ,, NH, CH CHR where R is CH,, CjHj p-Bromoacetophenone is an ethereal crystalline substance with the structure formula p-Methoxy-apophenone .. solid with the structural formula Fenshitketroket S. - colorless crystalline substance with structural formula / ch. Introduction of a simultaneous organic (alkylaryl ketone) and inorganic {K, jSO or) additives into a solution based on concentrated phosphoric acid provides the best conditions for aaectrochemical process and helps to maintain the polished metal in a trans-passive state. The combined presence of additives leads to an increase in the polarizability of the anode and an additional decrease in the surface tension from 75 dyne / cm to 50 dyne / cm. This is due to the specific co-adsorption of surfactant molecules and K or Ma ions on the active sites of the anodic oxide film, which contributes to the passivation of the metal surface. The presence of sulfate ions in the solution prevents the complete passivation of the anode, since SO ions embedded in the lattice of the passivating oxide increase the dissolution rate of the metal. The limits of the concentration of electrolyte components and the optimal electrolysis mode were obtained by the method of computerized experiment using a computer. The lower limits of the concentration of alkali metal sulfate in solution (1 wt.%) And alkyl aryl ketone (p, 3 wt.%) Provide a stable gloss of polished products. An increase in the concentration of metal sulphate over 3% by weight of non-processors is bazno, since no further improvement in the quality of the polished surface occurs. Increasing the concentration of alkylaryl ketone over 0.6 wt.% Does not lead to an increase in the degree of gloss of the polished surface, but can cause foaming, and a decrease in concentration below 0.3 wt.% Leads to a decrease in the polishing effect.

3I3I

Раствор готов т следующим образом. Фосфорную кислоту смешивают с дистиллированной водойв необходимых пропорци х и в смесь добавл ют сульфат кали (или натри ). В готовый кислотный раствор ввод т алкиларилкетон .при нагревании до рабочей температуры и перемешивании.The solution is prepared as follows. Phosphoric acid is mixed with distilled water in the required proportions and potassium sulfate (or sodium) is added to the mixture. Alkyl aryl ketone is introduced into the finished acid solution while heating to working temperature and stirring.

Пример 1. Образны из алюминиевого сплава Д16 площадью 0,2 дм. с исходной гговерхностью 6 класса шероховатости полировали в электролите, содержащем, MZC.%: Компоненты известном Фосфорна кислота (плотн. ,7 г/см ) 75 65 I Сульфат кали Сульфат натри Сульфат железа (111)Сульфаминова кислота5 Алкиларилкетоны: п-Бромацетофенон 0,3 0,45 п.-Метоксиацетофенон Фенилэтилкетон До До До До Вода 100 100 100 100 Example 1. They are made of aluminum alloy D16 with an area of 0.2 dm. with initial roughness class 6 surface, polished in an electrolyte containing MZC.%: Components known Phosphoric acid (tight, 7 g / cm) 75 65 I Potassium sulfate 3 0.45 p. -Methoxyacetophenone Phenylethyl ketone To Do To Do Water 100 100 100 100

15438241543824

Фосфорна кислота65Phosphoric acid65

Сульфат кали 1Potassium Sulphate 1

п- Бромацето(|)енон0,3p- Bromoaceto (|) enon0,3

ВодаОстальноеWaterEverything

5 при плотности тока 30 Л/дм , температуре 40 С в течение 1 мин. Катоды свинцовые.5 at a current density of 30 L / dm, temperature 40 C for 1 min. Lead cathodes.

Примеры 2--10 проведены аналогично примеру I.Examples 2--10 are carried out analogously to example I.

Составы исследованных электрлитов, режим Q электролиза и результаты электрохимической обработки приведены в табл. 1 и 2.The compositions of the electrolytes studied, the Q mode of electrolysis and the results of electrochemical treatment are given in Table. 1 and 2.

ТаблицаTable

1 70 7 -Г77 Содержание мас.% в растворе, по примерам предлагаемом 3 I 4 I б 7 8 I 9 I 10 565 70 75 70707070 тт ,-- -1 23--22 . 0,6 0,3 0,45 0,6 --- - 0,45 - 0,45 0,45 - 0,45 До До До До До До До До 100 100 100 100 100 100 100 1001 70 7 -77 The content of wt.% In solution, according to the examples proposed 3 I 4 I b 7 8 I 9 I 10 565 70 75 70707070 tt, - -1 23--22. 0.6 0.3 0.45 0.6 --- - 0.45 - 0.45 0.45 - 0.45 Before To Do To Do To Do To 100 100 100 100 100 100 100 100

ТаблицаTable

известногоfamous

1 Т 2 П 4 R Г 7 Те I 9 I 101 T 2 P 4 R D 7 Te I 9 I 10

Класс шероховатостиRoughness class

до полировани 666before polishing 666

8eight

после полировани Отражательна способность ,%61 65 80 84 Относительное сглаживание , %60 64 72 78 Скорость съема металла , мкм/мин7,5 8,0 9,0 9.8 Поверхность отполированных образцов испытывают на шероховатость и отражательную . з способность. Класс шероховатости поверхности определ ют на профилометре-профилографе М-201 в соответствии с ГОСТ 2789-73. Отражательную способность поверхности измер ют на универсальном фотометре модели ФМ в сравнении с зеркальной поверхностью. Как видно из таблиц, предлагаемый электролит позвол ет повысить отражательнуюafter polishing Reflectivity,% 61 65 80 84 Relative smoothing,% 60 64 72 78 Metal removal rate, m / min 7.5 8.0 9.0 9.8 The surface of the polished samples is tested for roughness and reflectivity. s ability. The surface roughness class is determined on an M-201 profilometer-profilograph in accordance with GOST 2789-73. The reflectivity of the surface is measured on a universal photometer of the FM model in comparison with the mirror surface. As can be seen from the tables, the proposed electrolyte allows to increase the reflectivity

Продолжение табл. 2Continued table. 2

Показатели да раствора предлагаемогоIndicators yes solution proposed

6666 666 6666 666

66 8988 89866 8988 898

88 86 79 80 83 88 818580 82 68 73 78 82 7479 71 10,4 9,0 9,6 10,2 10,0 9,59,8 9,7 способность, при зтом класс чистоты пoвepx ности возрастает на 2-3 класса. Таким образом, предлагаемый электролит обеспечивает высокое качество полирювани алюминиевых сплавов, преимущественно дюрапюмина, и может найти применение в электротехнической, машиностроительной и авиастроительной промышленности при декоративной отделке поверхности.88 86 79 80 83 88 818580 82 68 73 78 82 7479 71 10.4 9.0 9.6 10.2 10.0 9.59.8 9.7 capacity, with this cleanliness class increasing by 2-3 class. Thus, the proposed electrolyte provides high quality polishing of aluminum alloys, mainly durapyumin, and can be used in the electrical, mechanical engineering and aircraft manufacturing industries for decorative surface finishing.

Claims

1. SOLUTION FOR ELECTROCHEMICAL POLISHING OF ALUMINUM ALLOYS, mainly duralumin, phosphoric acid, metal sulfate, organic additive and water, characterized in that, in order to increase reflectivity, it contains potassium or sodium sulfate as a metal sulfate, and as. organic additives - alkylarylketone in the following ratio, wt.%:

Phosphoric acid (specific gravity 1.7 g / cm ³ ) Potassium or sodium sulfate Alkylaryl ketone Water

65-75

1-3

0.3-0.6 Else

2. A solution of pop. 1, due to the fact that p-bromoacetophenone, p-methoxyacetophenone, phenkylethylketone are used as alkylarylketone.

cl

GO 00 yo>