SU926074A1 - Способ травлени деталей из алюминиевых сплавов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к обработке металлов и сплавов химичейкими способами , а именно к травлению металлов, и может быть использовано в машиностроении дл  получени  BbicoKOKa4ectвенных поверхностей.

Известен способ травлени  алюмини  и его сплавов в щелочном растворе . При травлении в таком щелочном растворе поверхность сплава становитс  шероховатой. С увеличением глубины травлени  шероховатость поверхности увеличиваетс  на 2-k класса по сравнению с исходнойП}Недостатком данного способа травлени  алюминиевых сплавов в однокбмпонентном щелочном растворе  вл етс  резкое увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности. Дл  сиижени  шероховатости в щелочной раствор ввод т добавки - различного рода окислители, восстановители, поверхностно-активные вещества и т.д.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  способ травлени  деталей из алюминиевых сплавов в щелочном растворе, содержащем добавки, снижающие шероховатость обрабатываемой поверхности: надсернокислый аммоний, гипосульфид натри  и фтористый калий 2 .

Недостатком этого способа травлени   вл етс  невозможность получени  поверхности с шероховатостью выше п того класса, в то врем , как например, дл  обеспечени  повышенной коррозионной стойкости требуетс  более высокое качество поверхности (шестой-дев тый класс шероховатости).

Цель изобретени  - снижение шероховатости поверхности. jjj Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу травлени , в щелочном растворе, содержащем добавки , снижающие шероховатость поверхности , перёд травлением в ванну с

раствором устанавливают медную пласти ну и на период травлени  накоротко за мыкают ее с обрабатываемой алюминиевой заготовкой, при этом площадь мед

ной пластины в itO-50.pa3 больше площе-5 ( В) в зависимости от концентди поверхности алюминиевой заготовки, а в качестве добавок ввод т смесь железосинеродистого кали  и железистосинеродистого кали  при соотношении содержани  каждой из солей к содержа нию щелочи 1:1-1:. Алюминиева  заготовка имеет более отрицательный потенциал, чем медна  пластина, поэтому при их соединении происходит перераспределение потенциалов , в результате чего повышаетс  1потенциал заготовки. Причем, чем бол ше площадь пластины, тем больше ее вли ние на потенциал заготовки. Потенциал алюминиевых сплавов при растворении без пластины примерно 1,4-1,6 В. Потенциал окислительно-восстановительной системы Fe(CN)iTe(CN)B щелочной среде на медной пластине примерно + 0,6 В. При замыкании детали из алюминиевого сплава и медной пластины накоро ко устанавливаетс  потенциал между значени ми 3,ЙВи+0,6В. Так как площадь медной пластины во много раз больше площади алюминиевой детали (40-50 раз) , то средний потен циал устанавливаетс  примерно + 0,8 и шероховатость травленой поверхности 0,2-1,8 мкм за счет снижени  скорости растворени  сплава и выравнивани  скорости растворени  его составл ющих. Роль добавок железосинеродистого и железистосинеродистого кали . в растворе заключаетс  в том, что только при их совместной присутствии образуетс  окислительно-восстановительна  система, котора  при наличии медной пластины;замедл ет скорость растворени  сплава и выравнивает ско рость растворени  его составл ющих, что приводит к снижению шероховатости . В щелочном растворе соли низшей и высшей валентности могут одновременно находитьс , если не происходит образование гидроксидов железа, разрушающих комплексные ионы. Образова ние гидроксидов железа не прдисходит так как количество свободных ионов Fe и Fe существенно меньше, чем их нужно дл  образовани  осадка гид роксидов. Количество свободных ио92607t4

нов. Fe в щелочной среде обусловлено константой равновеси  гидроксидов Ре(ОН)ди Fe(OH)2,.При потенциале в диапазоне (-07) рации щелочи в растворе, значительно снижаетс  выделение водорода HQ из воды щелочного раствора на поверхность трав щейс  заготовки. В результате этого снижаетс  экранирование водородом трав щейс  поверхности, что ведет к более равномерному растворению металла заготовки и за счет этого к значительному снижению шероховатости обрабатываемой заготовки . Если соотношение площадей медной пластины и обрабатываемой поверхности меньше, чем 40;1, то потенциал обрабатываемой заготовки смещаетс  относительно указанного диапазона в более отрицательную сторону, и поэтому снижени  шероховатости не наблюдаетс . При увеличении площади медной пластины более, чем в 50 раз по отношению к площади обрабатываемой поверхности, величина потенциала остаетс  в указанном диапазоне и дальнейшего снижени  шероховатости не наблюдаетс , поэтому дальнейшее увеличение площади медной пластины нецелесообразно. Изменение площади пластины внутри указанного диапазона мало вли ет на эффект снижени  шероховатости. Изменение содержани  каждой из солей в указанном диапазоне вли ет на эффект незначительно. При отсутствии в растворе одного из факторов - добавки или медной пластины , эффект не про вл етс . Пример. Берут несколько щелочных растворов с различным содержанием в них солей (от 16 до 1бО г/л), при этом выдерживают соотношение каждой из солей к щелочи в растворе 1:0,. Содержание солей в смеси берут в равных количествах. Пример. Образец из алюминиевого сплава Д 16 размером 10x10 см с исходной шероховатостью поверхности седьмого класса обезжиривают, покрь вают защитным лакокрасочным покрытием, вырезают в покрытии окно травлени  площадью 2 см. Дл  травлени  берут раствор едкого натра с концентрацией 80 г/л, содержащий добавку, снижающую шероховатость травленой поверхности . В качестве добавки используют смесь двух солей: железосинеро-дистого кали  (Ct) в коли5 честве tO г/л и железистосинеродистого кали  (CN)(, в количестве 0 г/л, т,е. соотношение концентраций каждой из солей к щелочи в раст воре равно 1:2. В процессе травлени  поддерживают температуру раствора 70+2С. Перед травлением в ван ну с раствором устанавливают медную пластину, после чего в раствор погружают образец и накоротко замыкают медной проволокой пластину и образец на весь период травлени . Образец трав т на глубину 0,05 см. т.е. Площадь медной пластины 80 ;ЛО раз больше площади обрабатываемо поверхности образца. В процессе травлени  стационарный потенциал за товки замер ют на потенциостате, и он равен +0, В. Скорость травлени  0,3 мм/ч. После травлени  шероховатость поверхности 1,3 мкм, что соответствует седьмому классу шероховатости . Замеры шероховатости про

Отношение концентрации каждой соли к концентрации щелочи

1:0,5 1:1 1:2 1:4 1:5 Известный способ 23

Способ, прин тый за базу сравнени 

Значение стационарного потенциала растворени , В

22,(4) О,2,(9) 1,3,(7) 1,8, (7) 18, (5) 27-30, (Ю.

12-20,(5 ) вод т на профилометре - профилографе модели 201. Предлагаемый способ химического травлени  обеспечивает высокое качество обработки поверхности деталей из алюминиевых сплавов. Так, после травлени  по предлагаемому способу поверхность имеет шероховатость шестого-дев того класса, а по известному способуС2 до п того класса. Одновременно провод т травление аналогичных образцов по известному спосо6yt21 в растворе следующего состава, г/л: едкий натр 250 надсернокислый .аммоний 17-, серноватистокислый натрий 20-, калий фтористый 7 при , а также по способу,прин тому за базу сравнени  в растворе состава , г/л: едкий натр 170-, триэтаноламин 20V тиомочевина 8 при 85i:2 C. Результаты экспериментов занесены в таблицу.

Claims (2)

1. При соотношении соли к щелочи как 1:0,5, щелочи нужно брать в два раза меньше, что,вызывает уменьше ние скорости травлени  и повышение роховатости поверхности, поэтому соотношение 1:0,5 принимаем в качестве нижнего предела. Из таблицы видно, что высокий кл шероховатости имеет образць),при соотношении концентрации каждой соли к щелочи 1:1-1:.При соотношении концентрации за указанным (пределом 1:5 потенциал растворени  образцов измен етс  в отрицательную сторону и шероховатость поверхности резко возрастает. Оптимальным  вл етс  соотношение концентрации каждой из солей к щелочи 1:1. Изменение содержани  каждой из солей в смеси в указанных пределах не оказывает существенного вли ни  на изменение шероховатости. При травлении мен ют соотношение площадей медной пласти ны и заготовки, опуска  в раствор пластины с площад ми от 70 до 120 Если соотношение площадей меньше, мем , то потенциал обрабатывае мой заготовки смацаетс  в более отрицательную сторону, что ведет к увеличению шероховатости. При увеличении площади медной пластины более, чем в 50 раз по от ношению к площади обрабатываемой поверхности, величина потенциала о Гаетс  в пределах +0,4 - +0,5 и дальнейшего снижени  шероховатоети не наблюдаетс , поэтому дальнейшее увеличение площади медной пластины нецелесообразно. Предложенный способ обеспечивае высокое качество обработки поверхности деталей из алюминиевых сплаВОВ . Так, после травлени  по предл женному способу поверхность имеет ше1эоховатость шестого-дев того классов, а после травлени  по известному способу t2 - четвертого класса, а по способу, прин тому за базу сравнени  - п того класса, при этом фактор травлени  и томнос обработки не измен ютс . Скорость травлени  снижаетс  в раз, поэ способ целесообразно, использова му дл  доводки поверхности деталей по шероховатости. Формула изобретени  Способ травлени  деталей из алюминиевых сплавов в щелочном растворе , содержащем добавки, снижающие шероховатость поверхности, отличающийс  тем, что, с целью снижени  шероховатости поверхности, перед травлением в ванну с раствором устанавливают медную пластину, на перирд травлени  накоротко замыкают ее с обрабатываемой алюминиевой заготовкой , при этом площадь медной пластины в 40-50 раз больше площади поверхности заготовки, а в качестве добавок вз та смесь железосинеродистого и железистосинеродистого кали  при соотношении содержани  каждой из солей к содержанию щелочи 1:11:4 . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Л., Лениздат, 1975 с.176.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N 322423, кл. 23 Fl/04, 1970.