SU458413A1

SU458413A1 - Electrolyte for Electrochemical Treatment of Metals

Info

Publication number: SU458413A1
Application number: SU1904512A
Authority: SU
Inventors: Евгений Арсеньевич Дрозд; Александр Лазаревич Вишницкий
Original assignee: Предприятие П/Я А-7119
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1975-01-30

Description

1one

Изобретение относитс к области размерной электрохимической обработки металлов в протоке электролита и может быть применено во всех област х машиностроени .The invention relates to the field of dimensional electrochemical treatment of metals in an electrolyte channel and can be applied in all areas of mechanical engineering.

Известны электролиты дл размерной электрохимической обработки металлов, состо щие из водных растворов кислот, солей или щелочей, которые обеспечивают обработку различных металлов и сплавов на аноде с определенными технологическими характеристиками (скорость растворени , шероховатость, точность, избирательность процесса). При этом продуктом катодной реакции при прохождении тока всегда вл етс газообразный водород, образующийс в результате электролиза воды.Electrolytes for dimensional electrochemical machining of metals are known, consisting of aqueous solutions of acids, salts or alkalis, which provide processing of various metals and alloys at the anode with certain technological characteristics (dissolution rate, roughness, accuracy, process selectivity). In this case, the product of the cathodic reaction with the passage of current is always gaseous hydrogen, resulting from the electrolysis of water.

Однако наличие газа в электролите затрудн ет стабилизацию электропроводности раствора в зоне обработки по трассе издели и формирование равномерного электрического пол , необходимого дл точной РЭХО, а также увеличивает энергоемкость процесса за счет повыщенного сопротивлени газожидкостной смеси в межэлектродном зазоре.However, the presence of gas in the electrolyte makes it difficult to stabilize the electrical conductivity of the solution in the processing zone along the product path and to form a uniform electric field, which is necessary for accurate REHO, and also increases the energy intensity of the process due to the increased resistance of the gas-liquid mixture in the interelectrode gap.

Предлагаемый электролит отличаетс от известных тем, что в его состав введен азотнокислый натрий, и компоненты вз ты в следующем соотношении, вес. %:The proposed electrolyte differs from the known ones in that sodium nitrate is introduced into its composition, and the components are taken in the following ratio, weight. %:

Азотнокислый натрий15,0-20Sodium nitrate15,0-20

Хлористый аммоний20,0-25Ammonium Chloride20.0-25

ВодаОстальное.Water the rest.

Это позвол ет выполн ть процесс без выделени газообразного водорода на катоде-инструменте , что повышает точность обработки. В определенных услови х электрохимической обработки азотнокислые соли (нитратион ) восстанавливаютс на катоде до аммиака , который легко раствор етс в электролите (растворимость ЫНз составл ет 700 объемов в 1 объеме воды), исключа , таким образом, выделение газообразных продуктов катодной реакции.This allows the process to be carried out without releasing hydrogen gas on the tool cathode, which improves processing accuracy. Under certain conditions of electrochemical treatment, nitrate salts (nitrathion) are reduced at the cathode to ammonia, which readily dissolves in the electrolyte (solubility of NH3 is 700 volumes in 1 volume of water), thus excluding the release of gaseous products of the cathodic reaction.

Решающим фактором, определ ющим ход катодного процесса, вл етс величина водородного показател (рН) околокатодного сло электролита. При значении рН 7-10 на катоде происходит восстановление NOs до NHs, а при рН 10-13 выдел етс газообразный водород за счет электролиза воды.The decisive factor determining the course of the cathode process is the pH value (pH) of the near-cathode electrolyte layer. At a pH of 7-10, NOs are reduced to NHs at the cathode, and at pH 10-13 hydrogen gas is released by electrolysis of water.

Непосредственные измерени рН околокатодного сло электролита в процессе РЭХО показывают, что дл растворов хлоридов, нитратов или сульфатов оно находитс в пределах 12-13 (независимо от рН основной массы электролита), что обуславливает на катоде преимущественное выделение газообразного водорода.Direct measurements of the pH of the near-cathode layer of the electrolyte during the REHO process show that for solutions of chlorides, nitrates or sulfates it is between 12-13 (regardless of the pH of the main mass of electrolyte), which causes predominant evolution of gaseous hydrogen at the cathode.

Дл стабилизации рН околокатодного сло электролита в пределах 7-10 в раствор азотнокислого натри введен хлористый аммоний. Благодар химическому взаимодействию концентрированной щелочи околокатодного электролита с аммонием (реакци вытеснени аммони из его соединений щелочью), происходит автоматическа стабилизаци рН околокатодного электролита в пределах 8-10, что вл етс необходимым условием дл восстановлени нитрат-иона.Ammonium chloride is introduced into the sodium nitrate solution to stabilize the pH of the near-cathode layer of the electrolyte within 7-10. Due to the chemical interaction of the concentrated alkali of the monohydric acid electrolyte with ammonium (the reaction of ammonium displacing its compounds with alkali), the pH of the monoxide electrolyte within 8-10 is automatically stabilized, which is a prerequisite for the reduction of the nitrate ion.

Дл выполнени процесса обработки без выделени газообразного водорода также установлены допустимые отклонени концентраций компонентов, вход щих в электролит.To accomplish the treatment process without the evolution of hydrogen gas, the tolerances of the concentrations of the components entering the electrolyte are also established.

При соблюдении указанных условий электрохимической обработки выделени газообразного водорода на инструменте или кислорода на обрабатываемой детали не происходит.Under these conditions, the electrochemical treatment of the release of gaseous hydrogen on the tool or oxygen on the workpiece does not occur.

Предлагаемый электролит дл электрохимической обработки позвол ет повысить точность обработки за счет создапи равномерного электрического пол в межэлектродном промежутке (отсутствие газонаполнени стабилизирует электропроводность раствора); выравнивани потока электролита; улучшени условий стабилизации температуры электролита .The proposed electrolyte for electrochemical treatment allows to increase the processing accuracy due to the creation of a uniform electric field in the interelectrode gap (the absence of gas filling stabilizes the electrical conductivity of the solution); leveling electrolyte flow; improving the conditions for stabilizing the electrolyte temperature.

Предлагаемый электролит, облада всеми положительными качествами, присущими наиболее распространенному дл ЭХО раствору хлористого натри (высока производительность и электропроводность, универсальность применени ), имеет перед ним преимущества, заключающиес в отсутствии газовыделени на электродах и невысоким, стабилизированным значением водородного показател .The proposed electrolyte, possessing all the positive qualities inherent in the most common solution of sodium chloride for ECHO (high performance and electrical conductivity, versatility of use), has advantages over it in the absence of gas evolution on the electrodes and a low, stabilized value of the hydrogen indicator.

Пример апробировани электролита. При обработке стали 2X13 в электролите указанного состава при плотности тока 0,5-0,6 а/см и скорости протока 0,05-0,07 м/сек выделени газа на катоде и аноде не наблюдаетс , чистота обрабатываемой поверхности соответствует У 5.An example of testing electrolyte. When processing 2X13 steel in the electrolyte of the indicated composition, when the current density is 0.5-0.6 A / cm and the flow velocity is 0.05-0.07 m / s, no gas evolution is observed on the cathode and anode, the cleanliness of the surface being treated corresponds to Y 5.

Повыщение скорости протока до 5 м/сек обеспечивает электрохимическую обработку без выделени газа при плотности тока до 12 а/см2.Increasing the flow rate to 5 m / s provides an electrochemical treatment without emitting gas at a current density of up to 12 A / cm2.

Предмет изобретени Subject invention

Электролит дл электрохимической обработки металлов на основе раствора хлористого аммони , отличающийс тем, что, с целью ликвидации газообразовани на катодеинструменте , в его состав введен азотнокислый натрий, и компоненты вз ты в следующем соотношении , вес. % :The electrolyte for the electrochemical treatment of metals based on ammonium chloride solution, characterized in that, in order to eliminate gas formation on the cathode instrument, sodium nitrate is introduced into its composition, and the components are taken in the following ratio, wt. %:

Азотнокислый натрий15,0-20Sodium nitrate15,0-20

Хлористый аммоний20,0-25Ammonium Chloride20.0-25

ВодаОстальное.Water the rest.