UA108138C2 - Розчин електроліту і електрохімічні способи модифікації поверхні - Google Patents
Розчин електроліту і електрохімічні способи модифікації поверхні Download PDFInfo
- Publication number
- UA108138C2 UA108138C2 UAA201307891A UAA201307891A UA108138C2 UA 108138 C2 UA108138 C2 UA 108138C2 UA A201307891 A UAA201307891 A UA A201307891A UA A201307891 A UAA201307891 A UA A201307891A UA 108138 C2 UA108138 C2 UA 108138C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- acid
- citric acid
- concentration
- bath
- workpiece
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000012986 modification Methods 0.000 title description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 title description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 645
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 112
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 79
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 74
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 59
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 211
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 57
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 50
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 39
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 19
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 16
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 15
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims description 15
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N heptanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 claims description 4
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 claims description 4
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000005643 Pelargonic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical class [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 4
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 167
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 84
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 75
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 39
- 230000008859 change Effects 0.000 description 31
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 22
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 9
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 9
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 9
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 4
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 3
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 3
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 5-aminoisoindole-1,3-dione Chemical compound NC1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 PXRKCOCTEMYUEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 101100209990 Rattus norvegicus Slc18a2 gene Proteins 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011825 aerospace material Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N molybdenum titanium Chemical compound [Ti].[Mo] ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 2
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000010080 roll forging Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- PFFIDZXUXFLSSR-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-N-[2-(4-methylpentan-2-yl)-3-thienyl]-3-(trifluoromethyl)pyrazole-4-carboxamide Chemical compound S1C=CC(NC(=O)C=2C(=NN(C)C=2)C(F)(F)F)=C1C(C)CC(C)C PFFIDZXUXFLSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 5-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]-n-(6-hydrazinyl-6-oxohexyl)pentanamide Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)NCCCCCC(=O)NN)SC[C@@H]21 IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 0.000 description 1
- 101100310222 Caenorhabditis briggsae she-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000003913 Coccoloba uvifera Nutrition 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010012239 Delusion Diseases 0.000 description 1
- 101100365539 Drosophila melanogaster Sesn gene Proteins 0.000 description 1
- 241000975394 Evechinus chloroticus Species 0.000 description 1
- 241000155335 Foza Species 0.000 description 1
- 235000001018 Hibiscus sabdariffa Nutrition 0.000 description 1
- 241000234435 Lilium Species 0.000 description 1
- 241001291562 Martes pennanti Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100310622 Mus musculus Soga1 gene Proteins 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 description 1
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 description 1
- 241001377010 Pila Species 0.000 description 1
- 240000008976 Pterocarpus marsupium Species 0.000 description 1
- 235000005291 Rumex acetosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000007001 Rumex acetosella Species 0.000 description 1
- 238000004963 SAMO calculation Methods 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010041349 Somnolence Diseases 0.000 description 1
- 241001424341 Tara spinosa Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 244000111306 Torreya nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006732 Torreya nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 241001178076 Zaga Species 0.000 description 1
- 241001523432 Zale Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- UMUXBDSQTCDPJZ-UHFFFAOYSA-N chromium titanium Chemical compound [Ti].[Cr] UMUXBDSQTCDPJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 231100000868 delusion Toxicity 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 235000011835 quiches Nutrition 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 235000003513 sheep sorrel Nutrition 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N sodium;hydron;carbonate Chemical compound [Na+].OC(O)=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F1/00—Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F1/00—Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
- C25F1/02—Pickling; Descaling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F1/00—Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
- C25F1/02—Pickling; Descaling
- C25F1/04—Pickling; Descaling in solution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
- C25F3/08—Etching of refractory metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/22—Polishing of heavy metals
- C25F3/26—Polishing of heavy metals of refractory metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F5/00—Electrolytic stripping of metallic layers or coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
- C25F3/04—Etching of light metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/18—Polishing of light metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Водний розчин електроліту, що включає лимонну кислоту з концентрацією в діапазоні від приблизно 1,6 г/л до приблизно 982 г/л і гідродифторид амонію (ГФА) з ефективною концентрацією і практично не містить сильної кислоти. Способи обробки поверхні заготовки з кольорового металу включають піддавання поверхні впливу ванни з водним розчином електроліту, що включає лимонну кислоту з концентрацією, що менша або дорівнює приблизно 300 г/л, і гідродифторид амонію з концентрацією, що більша або дорівнює приблизно 10 г/л, і що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти, регулювання температури ванни, що більша або дорівнює приблизно , підключення заготовки до анода джерела живлення постійного струму і занурення катода джерела живлення постійного струму у ванну і пропускання струму через ванну.
Description
Перехресне посилання на споріднені заявки
Дана заявка пов'язана із заявкою, що знаходиться в загальній власності, озаглавленою «Розчин електроліту і способи електролітичного полірування», яка подана одночасно з даною заявкою.
Галузь техніки
Розчини і способи стосуються загальної галузі електролітичного полірування деталей з кольорових металів і поверхонь, а більш конкретно - обробки поверхні за допомогою електролітичного полірування, включаючи модуляцію тріщин і видалення оксидів, на кольорових і реакційноздатних металах, зокрема, титані і титанових сплавах.
Передумови винаходу
При обробці реакційноздатних металів тиском зі злитка в кінцевий прокат і після гарячої обробки готової деталі необхідно видаляти матеріал певного поверхневого шару оксиду металу або, у випадку титану і титанових сплавів, того, що звичайно називають альфа-оболонкою. Ці збагачені киснем фази виникають, коли реакційноздатні метали нагрівають на повітрі або в кисневмісних атмосферах.
Оксидний шар може впливати на міцність матеріалу, опір утоми і корозійну стійкість металу. Титан і титанові сплави входять в число реакційноздатних металів, що означає, що вони реагують з киснем і утворюють крихкий зв'язний оксидний шар (ТіО» для Ті, 24гО» для 2 і т. д.) кожен раз, коли їх нагрівають на повітрі або в окиснювальній атмосфері вище ніж приблизно 480 "С (900 "Р), залежно від конкретних сплаву і окиснювальної атмосфери. Оксидний шар створюється при нагріванні металу до температур, необхідних для типового кування у вальцях або прокатки в прокатному стані, в результаті зварювання або при нагріванні для проковування готової деталі або гарячого формування деталі.
Оксиди реакційноздатних металів і альфа-оболонка є крихкими, і формування, як правило, супроводжується утворенням серії поверхневих мікротріщин, які проникають в об'єм металу, потенційно викликаючи передчасне руйнування при розтягненні або утомі і роблячи поверхню більш сприйнятливою до хімічного впливу. Тому оксидний шар або шар альфа-оболонки повинен бути видалений перед будь-якою подальшою гарячою або холодною обробкою або до пускання готового виробу в експлуатацію.
При обробці тиском реакційноздатних металів, таких як титан і титанові сплави, із злитка в готову деталь також важливо, щоб були видалені тріщини, що утворилися в ході термічної і механічної обробки. Як описано вище, ці тріщини можуть проходити глибше, ніж альфа-оболонка, і проникати в об'єм металу. Реакційноздатні метали звичайно нагрівають, піддають гарячій обробці (наприклад, куванню, прокатці, витягуванню, пресуванню, екструдуванню), охолоджують і підігрівають для додаткової гарячої обробки від 4 до 8 разів, для перетворення злитка в кінцевий продукт - прокат.
Прокат часто знову нагрівають для виготовлення готової деталі з використанням методів, що включають, але що не обмежуються такими, гаряче видавлювання, розкочування, надпластичі формування і штампування в закритих штампах. Кожен раз, коли метал охолоджують після гарячої обробки, на поверхні утворюються тріщини, які простягаються в заготовку. При традиційній обробці ці тріщини видаляють шліфуванням, яке включає механічне видалення, або хімічним підбуренням в сильній кислоті, звичайне НЕ-НМОз, шару рівномірної товщини або кількості матеріалу із заготовки, доки не буде розкрито і видалене дно найглибшої тріщини. Шліфування або хімічне травлення до цієї глибини гарантує, що будуть видалені всі тріщини, але займає значну кількість часу і труда, а також приводить до значної і втрати матеріалу, що дорого коштує. Це зумовлене тим, що іноді тріщини простягаються в заготовка до глибини, що становить 595 або більше товщину або діаметр заготовки або готову деталь. Однак видалення тріщин необхідне, оскільки, якщо тріщини не видаляти перед подальшою стадією гарячої обробки тиском або використанням готової деталі в експлуатації, тріщини можуть розповсюдитися і зруйнувати заготовку або готову деталь.
У Хімії і промисловості електроліз являє собою спосіб використання постійного електричного струму (ОС) для стимулювання немимовільної в інших обставинах хімічної реакції. Електролітичне полірування є добре відомим застосуванням електролізу для видалення задирок з металевих деталей і для отримання блискучої і гладкої обробки поверхні. Заготовку, що підлягає електролітичній поліруванню, занурюють у ванну з розчином електроліту і піддають впливу постійного електричного струму. Заготовка підтримують анодом, а підключення катода проводять до одного або більше металевих провідників, що оточують заготовку у ванні. Електролітичне полірування основане на двох протилежних реакціях, які контролюють процес. Перша реакція являє собою реакцію розчинення, в ході якої метал з поверхні заготовки переходить в розчин у вигляді іонів. Таким чином, метал іон за іоном видаляється з поверхні заготовки. Інша реакція являє собою реакцію окиснення, в ході якої на поверхні заготовки утворюється шар оксиду. Наростання оксидної плівки обмежує розвиток реакції видалення іонів. Ця плівка є найтовстішою поверх мікровпадин і найтоншою поверх мікровиступів, а оскільки електричний опір пропорційної товщини оксидної плівки, найбільша швидкість розчинення металу виникає на мікровиступах а найменша швидкість розчинення металу має місце на мікровпадинах. Отже, шляхом електролітичного полірування можна селективно видаляти мікроскопічні піднесення, або «піки», з вищою швидкістю, ніж швидкість впливу на відповідні мікровпадини або «долини».
Ще одне застосування електролізу полягає в процесах електрохімічної розмірної обробки (ЕРО) (від англ. еїІесігоспетіса! таспіпіпуд ргосез5е5, ЕСМ). При ЕРО між електродом і металевою заготовкою пропускають сильний струм (що часто складає більше за 40000 Ампер і підводиться при густині струму часто більше 1,5 мільйона ампер на квадратний метр), спричиняючи видалення матеріалу. Електричний струм пропускають через провідне текуче середовище (електроліт) від негативно зарядженого електрода-«інструмента» (катода) до провідної заготовки (аноду). Катодний інструмент виконують з формою, відповідною бажаній операції розмірної обробки, і просувають в анодну заготовка. Електроліт, що знаходиться під тиском, нагнітають при заданій температурі в область, що обробляється. Матеріал заготовки видаляють, практично переводячи в рідину, зі швидкістю, що визначається швидкістю подачі інструмента в заготовка. Величина зазору між інструментом і заготовкою варіюється в діапазоні від 80 до 800 мікрон (80-800 мкм) (від 0,003 до 0,030 дюйма). У міру того як електрони перетинають зазор, матеріал на заготовці розчиняється, і інструмент надає заготовці бажаної форми. Електролітичне текуче середовище відносить гідроксид металу, що утворився в процесі реакції між електролітом і заготовкою. Необхідне промивання, оскільки процес електрохімічної розмірної обробки має низьку «терпимість» до комплексів металів, що нагромаджуються в розчині електроліту. Навпаки, способи з використанням розкритих тут розчинів електролітів залишаються стабільними і ефективними навіть при високих концентраціях титану в розчині електроліту.
Розчини електроліту для електролітичного полірування металів звичайно являють собою суміші, що містять концентровані сильні кислоти (повністю дисоційовані у воді), такі як неорганічні кислоти.
Сильні кислоти, як описано тут, звичайно кваліфікуються як кислоти, які є сильнішими у водному розчині, ніж іон гідроксонію (Нз0). Прикладами сильних кислот, що звичайно використовуються в електролітичній поліруванню, є сірчана кислота, соляна кислота, перхлорна кислота і азотна кислота, тоді як приклади слабких кислот включають кислоти з групи карбонових кислот, такі як мурашина кислота, оцтова кислота, масляна кислота і лимонна кислота. Органічні сполуки, такі як спирти, аміни або карбонові кислоти, іноді використовують в сумішах з сильними кислотами з метою сповільнення реакції травлення з розчиненням, щоб уникнути надмірного травлення поверхні заготовки. Дивись, наприклад, патент США Мо 194, що описує використання оцтової кислоти як уповільнювача реакції.
Існує спонукальний мотив скоротити використання цих сильних кислот у ваннах для обробної обробки металів, головним чином через їх небезпеку для здоров'я і витрат на утилізацію відходів використаного розчину. Лимонна кислота раніше була прийнята як пасивуючий агент для виробів з нержавіючої сталі згідно зі стандартами як Міністерства оборони США, так ії АТМ (Американського суспільства по випробуванню матеріалів). Однак хоча в попередніх дослідженнях була показана і кількісно визначена економія від використання промислової пасиваційної ванни з розчином лимонної кислоти для пасивування нержавіючої сталі, вони виявилися нездатними виявити відповідний розчин електроліту, в якому значна концентрація лимонної кислоти змогла б знизити концентрацію сильних кислот. Наприклад, в публікації, озаглавленій «Лимонна кислота і запобігання забрудненню при пасивації і електролітичному поліруванні» («Сйгіс Асій 5 Роїїшіоп Ргемепіоп іп Разбімайоп 85
ЕІесігороїїзпіпд») від 2002 р., описано декілька переваг зниження кількості сильних неорганічних кислот шляхом їх заміщення на деяку кількість слабшої органічної кислоти і, зокрема, лимонної кислоти через її низьку вартість, доступність і відносно безпечної утилізації, але, зрештою, оцінений альтернативний електроліт, що містить суміш головним чином фосфорної і сірчаної кислот з невеликою кількістю органічної кислоти (не лимонної кислоти).
Суть винаходу
Видалення альфа-оболонки і модуляція тріщин звичайно не досягаються в процесах електролітичного полірування. Сильнокислотні компоненти, що знаходяться в типових електролітичних розчинах, що використовуються в рівні техніки для електролітичного полірування, приводять до міграції водню в поверхні металу і агресивного неконтрольованого труєння, яке може заглиблювати тріщини. У своїй розробці нових хімічних основ ванн для електролітичного полірування з використанням розчинів слабких кислот і гідродифториду амонію (ГФА), за відсутності сильнокислотних компонентів, автори винаходу виявили, що як видалення альфа-оболонки, так і модуляція тріщин можуть бути ефективно досягнуті за допомогою електролітичного полірування.
Таким чином, тут розкриті способи видалення оксидів і модуляції тріщин за допомогою процесів електролітичного полірування при використанні нових хімічних складів ванни, придатних для цих способів.
У одному варіанті втілення розкритий водний розчин електроліту, що включає від приблизно 0,195 по масі до приблизно 5995 по масі карбонової кислоти і від приблизно 0,195 по масі до приблизно 25905 по масі фторидної солі і практично не містить сильної кислоти.
У ще одному варіанті втілення розкритий водний розчин електроліту, що включає від приблизно 1,665 г/л лимонної кислоти до приблизно 982 г/л лимонної кислоти і від приблизно 2 г/л гідродифториду амонію до приблизно 360 г/л гідродифториду амонію фторидної солі і практично не містить сильної кислоти.
У одному варіанті втілення розкритий спосіб обробки поверхні заготовки з кольорового металу, що включає в себе піддавання поверхні впливу ванни з водним розчином електроліту з концентрацією лимонної кислоти, що менша або дорівнює приблизно 300 г/л, і концентрацією гідродифториду амонію, що більша або дорівнює приблизно 10 г/л, і що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти, регулювання температури ванни, що більша або дорівнює приблизно 54 "С, підключення заготовки до анода джерела живлення постійного струму і занурення катода джерела живлення постійного струму у ванну, і пропускання струму через ванну.
У одному варіанті втілення розкритий спосіб модуляції тріщин в поверхні заготовки з кольорового металу, що включає в себе піддавання поверхні впливу ванни з водним розчином електроліту з концентрацією лимонної кислоти, що менша або дорівнює приблизно 300 г/л, і концентрацією гідродифториду амонію, що більша або дорівнює приблизно 60 г/л, і що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти, регулювання температури ванни, що більша або дорівнює приблизно 54 "С, підключення заготовки до анода джерела живлення постійного струму і занурення катода джерела живлення постійного струму у ванну, і пропускання через ванну струму менше ніж приблизно 53,8 ампер на квадратний метр.
У одному варіанті втілення розкритий спосіб видалення оксиду металу з поверхні заготовки з кольорового металу, що включає в себе піддавання поверхні впливу ванни з водним розчином електроліту з концентрацією лимонної кислоти, що менша або дорівнює приблизно 60 г/л, і концентрацією гідродифториду амонію, що більша або дорівнює приблизно 60 г/л, і що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти, регулювання температури ванни, що більша або дорівнює приблизно 54 "С, підключення заготовки до анода джерела живлення постійного струму і занурення катода джерела живлення постійного струму у ванну, і пропускання через ванну струму менше ніж приблизно 53,8 ампер на квадратний метр.
У одному варіанті втілення розкритий спосіб видалення альфа-оболонки з поверхні заготовки з титану або титанового сплаву, що включає в себе піддавання поверхні впливу ванни з водним розчином електроліту з концентрацією лимонної кислоти, що менша або дорівнює приблизно 60 г/л, і концентрацією гідродифториду амонію, що більша або дорівнює приблизно 60 г/л, і що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти, регулювання температури ванни, що більша або дорівнює приблизно 54 "С, підключення заготовки до анода джерела живлення постійного струму і занурення катода джерела живлення постійного струму у ванну, і пропускання через ванну струму менше ніж приблизно 53,8 ампер на квадратний метр.
Короткий опис фігур
Фігури 1А-18 являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу і зміну якості обробки поверхні як функцію концентрації лимонної кислоти у водному розчині електроліту, що має помірно низьку концентрацію 20 г/л гідродифториду амонію, при високій густині струму 1076 А/м? в діапазоні температур.
Фігури 2А-28 являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу як функцію концентрації гідродифториду амонію у водному розчині електроліту, що містить 120 г/л лимонної кислоти, при характерних низьких і високих температурах відповідно, в діапазоні густини струму.
Фігури 20-20 являють собою графіки даних, що показують зміну якості обробки поверхні як функцію гідродифториду амонію при умовах, що відповідають фігурам 2А-2В відповідно.
Фігури 2Е-2Е являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно як функцію густини струму у водному розчині електроліту практично без лимонної кислоти при температурі 85 "С.
Фігури ЗА-30 являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу як функцію концентрації лимонної кислоти у водному розчині електроліту для декількох концентрацій гідродифториду амонію при густині струму 53,8 А/м2 і температурах 21 С, 547С, 71" і 85"С відповідно.
Фігури 4А-40 являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу як функцію концентрації лимонної кислоти у водному розчині електроліту для декількох концентрацій гідродифториду амонію при температурі 54 "С і густині струму 10,8 А/м2, 215 А/ме, 538 А/м:г і А/ме відповідно.
Фігури 4Е-4сб являють собою графіки даних, що показують швидкість видалення матеріалу як функцію густини струму при температурі 85 "С у водному розчині, що містить 120 г/л, 600 г/л їі 780 г/л лимонної кислоти відповідно, для декількох концентрацій гідродифториду амонію.
Фігури 4Н-4) являють собою графіки даних, що показують зміну якості обробки поверхні як функцію густини струму при умовах, відповідних фігурам 4Е-40 відповідно.
Фігури 5БА-5В8 являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при низькій температурі (21 "С) і високій густині струму (538 А/мг).
Фігури бА-68 являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при низькій температурі (21 "С) і високій густині струму (1076 А/м3).
Фігури 7А-7В являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при високій температурі (85 "С) і високій густині струму (1076 А/м3).
Фігури 8ВА-8В8 являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при характерних високій температурі (85 С) і низькій густині струму (10,8
А/м3).
Фігури 9А-9В являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при характерних високій температурі (85 "С) і високій густині струму (538
А/м3).
Фігури 10А-10В являють собою графіки даних, що показують кількість видаленого матеріалу і зміну якості обробки поверхні відповідно при різних поєднаннях концентрацій лимонної кислоти і гідродифториду амонію при характерних помірно високій температурі (71 "С) і помірній густині струму (215 А/м).
Фігура 11 є схематичним представленням послідовності, яка має місце у відомому з рівня техніки процесі видалення тріщини, що простягається в заготовку від поверхні матеріалу.
Фігура 12 є схематичним представленням послідовності, яка має місце в процесі з використанням розкритого тут електроліту для модуляції тріщини, що простягається в заготовку від поверхні матеріалу.
Докладний опис
Тут розкриті водні розчини електроліту, які є особливо корисними для обробки поверхні реакційноздатних металів, включаючи, але не обмежуючись такими, титан і титанові сплави. Відносно невеликі кількості фторидної солі і карбонової кислоти розчиняють у воді, практично за відсутності сильної кислоти, такої як неорганічна кислота, так що розчин практично не містить сильної кислоти.
Цей розчин електроліту є помітним відступом від більш ранніх спроб обробки в електролітних ваннах поверхні реакційноздатних металів, включаючи, але не обмежуючись такими, титан і титанові сплави, для яких звичайно використовують сильні кислоти і потрібно, щоб кількість води в розчині електроліту підтримувалася на абсолютному мінімумі.
Фторидна сіль забезпечує джерело фторид-іонів для розчину і може являти собою, але не обмежується таким, гідродифторид амонію, МНАНЕ2 (що іноді скорочується тут як «ГФА»). Не прив'язуючись до теорії, представляється, що карбонова кислота пом'якшує вплив фторид-іонів на поверхню реакційноздатного металу, що обробляється, і може являти собою, але не обмежується такою, лимонну кислоту. До розчину навмисно не додають ніякої кількості сильної кислоти або неорганічної кислоти, хоча може бути присутньою слідова кількість сильної кислоти. Використовувані тут терміни «практично за відсутності» і «практично не містить» застосовуються для позначення концентрацій сильної кислоти, що менші або дорівнюють приблизно 3,35 г/л, переважно менші або дорівнюють приблизно 1 г/л, а більш переважно менші ніж приблизно 0,35 г/л.
Пробні зразки технічно чистого (ТУЯ) титану занурювали у ванну з водним розчином, що містить 60 г/л лимонної кислоти і 10 г/л ГФА при 54 "С, і подавали струм при 583 А/м-. Зразок, відрізаний від смуги титану з отриманою після прокатки поверхнею (з шорсткістю поверхні 0,52 мкм), підданий впливу цього розчину протягом 15 хвилин, став рівномірно гладким (з шорсткістю поверхні 0,45 мкм) і косметично відбивним. Потім були покроково додані невеликі кількості НМОз (азотної кислоти) з 422
Ве, і приготований пробний зразок був оброблений декілька разів до виявлення змін поверхні. Зразки не піддавалися впливу обробки після кожного додавання азотної кислоти до досягнення концентрації азотної кислоти 3,35 г/л, при якій контрольна панель показувала неоднорідний косметичний зовнішній вигляд, включаючи пітингову корозію і відшарування, з нерегулярним впливом по периметру зразка, з шорсткістю поверхні в діапазоні від 0,65 до 2,9 мкм і вище. Азотна кислота вважається примежовою сильною кислотою, з константою дисоціації не набагато більшою, ніж константа дисоціації іона гідроксонію. Тому очікується, що для інших сильніших кислот, що мають ту ж або більші константи дисоціації, ніж у азотної кислоти, подібний розчин електроліту був би аналогічно ефективним при контрольованому видаленні матеріалу і мікрополіруванні при концентраціях сильної кислоти меншій ніж приблизно 3,35 г/л. Однак очікується, що інші розкриті тут розчини електролітів, що мають різні концентрації лимонної кислоти і ГФА і різні співвідношення концентрацій лимонної кислоти і ГФА, можуть мати нижчу «терпимість» до присутності сильної кислоти, залежно від конкретної сильної кислоти, а також робочих параметрів, таких як температура і густина струму. Тому для забезпечення можливості ефективного використання водних розчинів електролітів для видалення матеріалу і тонкої обробки поверхні в широкому діапазоні концентрацій лимонної кислоти і ГФА і при широкому діапазоні температур і густині струму повинно бути присутнім не більше ніж приблизно 1 г/л сильної кислоти, а переважно не більше ніж приблизно 0,35 г/л сильної кислоти.
Були проведені широкі випробування електролітичного полірування на зразках титану і титанових сплавів з використанням ряду хімічних концентрацій, густини струму і температур. Зокрема, випробування було проведене на «чистому» прокаті (що представляє типовий стан «постачання» металу виробниками прокату, що відповідає стандартам Американського товариства по випробуванню матеріалів (А5ТМ) або Специфікації аерокосмічних матеріалів (АМ5)), щоб виміряти здатність різних розчинів і способів видаляти об'єм металу, поліпшувати або стоншувати обробку поверхні на листових металевих виробах з низькими швидкостями видалення матеріалу і/або мікрополірувати поверхні металу для дуже тонкої обробки поверхонь з дуже низькими швидкостями видалення матеріалу. У доповнення в той час як більшість випробувань було зосереджено на титані і титанових сплавах, випробування також показало, що одні і ті ж розчини і способи в більш загальному випадку застосовні для обробки багатьох кольорових металів. Наприклад, хороші результати були отримані, крім титану і титанових сплавів, на металах, включаючи, але не обмежуючись такими, золото, срібло, хром, цирконій, алюміній, ванадій, ніобій, мідь, молібден, цинк і нісель. Додатково також були успішно оброблені такі сплави, як титан-молібден, титан-алюміній-ванадій, титан-алюміній-ніобій, титан-нікель (Міїйпо!Ф), титан-хром (Ті 17Ф), УМазраїоу і Іпсопе!Ф (сплав на основі нікелю).
Розчин електроліту, що містить лимонну кислоту і гідродифторид амонію, довів свою ефективність при труєнні кольорових металів і сплавів металів при несподівано розбавленій концентрації обох компонентів. У цьому контексті травлення потрібно розуміти як охоплююче практично рівномірне видалення поверхні. У доповнення удосконалення як обробка поверхні були продемонстровані по широкому діапазону концентрацій як лимонної кислоти, так і гідродифториду амонію. Хоча можна використовувати будь-яку концентрацію лимонної кислоти аж до точки насичення водою (5995 по масі або приблизно 982 г/л водного розчину при стандартних температурі і тиску), схоже, що має місце кореляція між концентрацією лимонної кислоти і концентрацією гідродифториду амонію, при якій лимонна кислота досить послаблює ефекти травлення фторид-іонами, що утворюються при дисоціації гідродифториду амонію, що швидкість видалення матеріалу різко скорочується, тоді як мікрополіровка поверхні матеріалу посилюється. Як для травлення, так і для мікрополірування деякі суміші, що мають так низькі значення концентрацій лимонної кислоти, як 3,695 мас., або приблизно 60 г/л розчину, продемонстрували швидкості травлення і результати мікрополірування поверхні титану, порівнянні зі сумішами, що мають значно вищі концентрації лимонної кислоти, в тому числі аж до приблизно 3690 мас., або приблизно 600 г/л розчину. Таким чином, в цих розчинах швидкість травлення явно більш безпосередньо залежить від концентрації ГФА, ніж від концентрації лимонної кислоти. Ефективне травлення і мікрополірування були продемонстровані навіть при надто низьких концентраціях лимонної кислоти, менше ніж приблизно 195 мас., або приблизно 15 г/л розчину. Однак присутність навіть мінімальної кількості фторид-іонів виявляється достатньою для того, щоб відбувалося деяке видалення металу.
Швидкість травлення істотно падає при концентраціях лимонної кислоти понад приблизно 600 г/л.
Однак при цій високій концентрації лимонної кислоти, щонайменше у випадках густини струму від помірної до високої, результати обробки поверхні поліпшуються, тоді як швидкість травлення падає.
Таким чином, при подачі постійного струму більш розбавлені суміші лимонної кислоти забезпечують великі швидкості видалення матеріалу з поверхні, тоді як більш концентровані суміші лимонної кислоти, аж до такої високої концентрації суміші, як приблизно 4295 по масі, або приблизно 780 г/л розчину, забезпечують більш гладку і більш дзеркальну поверхню, з однорідною тонкозернистою структурою і відсутністю ефекту корони, в порівнянні з деталями, обробленими менш концентрованими сумішами лимонної кислоти.
Висококонтрольоване видалення металу може бути досягнуте з використанням описаних тут розчинів ванн і способів. Зокрема, рівень контролю настільки тонкий, що об'ємний метал можна видаляти з так малою товщиною, як 0,0001 дюйми, і з такими великими і точними, як 0,5000 дюйма.
Так тонкий контроль може бути досягнутий шляхом регулювання поєднання концентрацій лимонної кислоти і ГФА, температури і густини струму, а також шляхом варіювання тривалості і циклічності подачі постійного струму. Видалення може бути виконане в основному рівномірно на всіх поверхнях заготовки або може бути вибірково застосоване тільки на певних вибраних поверхнях прокату або виготовленого конструктивного елемента. Контроль видалення досягається шляхом тонкої настройки декількох параметрів, включаючи, але не обмежуючись такими, температуру, густину потужності, цикл підведення потужності, концентрацію ГФА і концентрацію лимонної кислоти.
Швидкості видалення безпосередньо варіюються з температурою, а значить, при підтримці всіх інших параметрів постійними видалення стає повільніше при нижчих температурах і швидше при вищих температурах. Проте, шляхом підтримування концентрацій лимонної кислоти і ГФА в межах певних переважних діапазонів можна також досягнути високих рівнів мікрополірування при високих температурах, що протилежно тому, що можна було б чекати.
Швидкість видалення залежить від режиму подачі живлення постійного струму. На відміну від того,
що можна було б чекати, швидкість видалення виглядає обернено залежною від живлення постійного струму, що безперервно подається, і при безперервній подачі підвищення густини потужності постійного струму знижує швидкість видалення. Однак при циклічному перемиканні живлення постійного струму швидкості видалення можна підвищити. Отже, коли бажаними є значні швидкості видалення матеріалу, протягом всієї операції обробки живлення постійного струму циклічно перемикають між «ВВІМКНЕНО» і «ВИМКНЕНО». Навпаки, коли бажаним є тонкий контроль швидкостей видалення, живлення постійного струму подають безперервно.
Не прив'язуючись до теорії, представляється, що видалення сповільнюється пропорційно товщині шару оксиду, який утворюється на поверхні металу, і вище подане живлення постійного струму приводить до більшого окиснення на поверхні металу, що може діяти як бар'єр для впливу фторид- іонів на метал. Відповідно, циклічне перемикання живлення постійного струму між станами «ввімкнено» і «вимкнене» при заданій швидкості може подолати цей оксидний бар'єр або створює механізм, який примушує товстий оксид періодично відшаровуватися з поверхні. Як тут описано, при варіюванні робочих параметрів температури ванни, напруги, що прикладається, концентрації лимонної кислоти і концентрацій гідродифториду амонію, електроліт забезпечує можливість підібрати шукані результати, а саме висококонтрольоване видалення об'ємного металу і мікрополіровку, до конкретного застосування. У доповнення варіювання режимів роботи в межах заданого технологічного набору робочих параметрів може видозмінювати і підвищувати можливість тонконалаштовуваного керування видаленням металу і якістю обробки поверхні.
Наприклад, фігури ВА і 9А демонструють, що при 85"С, 300 г/л лимонної кислоти і 10 г/л гідродифториду амонію швидкості видалення матеріалу підвищуються з підвищенням густини струму від 10,8 А/м? до 538 А/м7. У той же час фігури 88 і 9В демонструють, що в тих же умовах при підвищенні густини струму від 10,8 А/м? до 538 А/м? якість обробки поверхні гіршає. Шляхом циклічного перемикання джерела живлення постійного струму між цими двома густинами струму можна добитися кінцевого результату, який є кращим, ніж при роботі виключно з будь-якою однією з цих густин струму протягом всього процесу. Зокрема, тривалість процесу видалення конкретної кількості матеріалу може бути скорочена в порівнянні з роботою виключно при 10,8 А/м7. Додатково внаслідок ефекту згладжування при нижчій густині струму якість обробки всієї поверхні кінцевого продукту перевершує що отримується обробкою виключно при 538 А/м-. Тому циклічне перемикання між двома або більше заданими режимами живлення (що виявляється в густині струму) забезпечує сприятливі результати з точки зору як поліпшення якості поверхні, так і прецизійного видалення об'ємного металу, за допомогою процесу, що вимагає меншого загального часу, ніж окремі процеси для поліпшення якості поверхні або видалення об'ємного металу окремо.
У доповнення до варіювання коефіцієнта заповнення електричний струм можна подавати через розчин електроліту і через заготовку з різними формами хвилі, які доступні з джерел живлення постійного струму, включаючи, але не обмежуючись такими, однонапівперіодне, двонапівперіодне, квадратно-хвильове і інші проміжні випрямлення, для отримання додаткових корисних результатів і/або підвищення робочих швидкостей, без збитку для кінцевої якості обробки поверхні. Можуть бути вигідними такі швидкі частоти перемикання постійного струму, як 50 кГц - 1 МГц, або такі повільні цикли, як 15-90 хвилин, залежно від площі поверхні, що обробляється, маси заготовки і конкретного стану поверхні заготовки. Додатково самому по собі циклу перемикання постійного струму може оптимально бути потрібен свій власний цикл. Наприклад, заготовки великої маси з дуже шорсткуватою вихідною обробкою поверхні може найкраще підходити спочатку повільний цикл перемикання, з подальшим циклом перемикання підвищеної частоти по мірі видалення матеріалу і поліпшення якості обробки поверхні.
Випробування електролітичних ванн описаного тут типу також виявило, що електролітичне полірування в певних варіантах втілення має місце без підвищення концентрації водню на поверхні металу і в деяких випадках знижує концентрацію водню. За відсутності міграції водню в матрицю металу може бути відповідальним кисневий бар'єр на поверхні матеріалу. Дані вказують на те, що цей кисневий бар'єр також може видаляти водень з поверхні металу. Вищі концентрації фторид-іонів приводять до більш швидких швидкостей видалення, але впливають невідомий чином на адсорбцію водню в металевій матриці. Вищі концентрації лимонної кислоти схильні знижувати швидкість видалення і вимагають вищої густини потужності в ході електролітичного полірування, але також додають поверхні ефект «згладжування» або «глянцю».
Деякі переваги в порівнянні з розчинами рівня техніки є результатом використання водного розчину електроліту ГФА і лимонної кислоти для обробки і/або протравлення поверхні металевих виробів. Розкриті розчини електролітів дозволяють точно контролювати ступінь обробки поверхні, що досягається. Обробка поверхні звичайних плоских виробів від виробників сплавів (листів і плит) передбачає багатостадійне шліфування до кінцевої міри обробки поверхні з використанням все тонших і тонших абразивних матеріалів, як правило, з подальшим «промивальним протравленням» в кислотній ванні, що містить фтороводневу кислоту (НЕ) і азотну кислоту (НМОз), для видалення залишкових абразивних матеріалів, пришліфованого вимазаного металу і поверхневих аномалій.
Кислотне протравлення в НЕ-НМОз є екзотермічним і тому важко піддається контролю і часто приводить до виходу металу за межі заданого калібру, що приводить до підвищення процента браку або зміни призначення металу на нижче якісне. При використанні розкритих розчинів електролітів можна уникнути типового повторного і третинного шліфування, яке може знадобитися у випадку промивального протравлення. Може бути досягнута точно задана міра обробки поверхні, яку не можна досягнути при поточному стані технології шліфування і протравлення. Крім того, розкриті розчини електролітів не привносять механічних напружень в деталь, що обробляється. Для порівняння будь-яка технологія механічного шліфування надає поверхні значних механічних напружень, що спричиняє викривлення матеріалу і приводить до того, що деяка процентна частка матеріалу стає нездатною відповідати типовим або обумовленим замовником вимогам по площинності.
Типова технологія з використанням кислотного травлення в НЕ-НМОз буде впроваджувати в цільовий матеріал водень, який часто необхідно видаляти шляхом вакуумної дегазації, що дорого коштує, для запобігання окрихчуванню матеріалу. Проведені випробування з використанням ванн з водним електролітом, що містить лимонну кислоту і ГФА, на типових для прокатного виробництва повнорозмірних листах Ті-6АІ-4М і на пробних зразках титану ТЧ, титану бАІ-4М і сплав 718 на основі нікелю показали результати зі зниженим імпрегнуванням (насиченням) воднем в порівнянні із зразками, підданими впливу звичайних травильних розчинів сильної кислоти. Зокрема, при обробці Ті- бАЇ-4У і титану ТЧ для досягнення того ж кінцевого результату з вільною від альфа-оболонки, чистою поверхнею, який звичайно досягається за рахунок травлення в сильній кислоті, з використанням складів водного розчину електроліту, що містить гідродифторид амонію і лимонну кислоту, був виявлений діапазон режимів по температурі і густині струму, при якій спостерігалася повна відсутність проникнення водню в матеріал заготовки, а у багатьох з цих робочих режимів водень фактично витіснявся з матеріалу. Для всіх металів і сплавів, хоча випробування по уточненню переважних робочих діапазонів все ще продовжуються, результати досі незмінно вказують на те, що навіть при умовах, які можуть бути неоптимальними, в матеріал потрапить менше водню, ніж могло б потрапити при тих же робочих умовах з використанням травильної ванни з сильною кислотою. Як правило, нижчі концентрації гідродифториду амонію приводять до більшого видалення водню з матеріалу, підданого впливу розчину електроліту, або до меншого проникнення водню в матеріал, підданий впливу розчину електроліту.
Висококонтрольоване видалення металу, обробка поверхні і мікрополірування
Мікрополірування або мікрозгладжування конструктивних елементів і, зокрема, мікрозгладжування вже відносно гладких поверхонь можуть бути досягнуті з використанням описаних тут розчинів і способів з більшою точністю в порівнянні з ручною або верстатною поліровкою. Мікрополірування протікає без утворення шкідливих залишкових механічних напружень в цільовій заготовці або матеріалі, а також без вимазування металу в заготовки, - і те, ії інше являють собою проблеми, властиві сучасним механічним способам. Додатково завдяки усуненню людського фактора отримані рівні полірування стають точними і відтворюваними. При використанні представленого розчину електроліту також досягається економія витрат в порівнянні з існуючими способами.
При випробуваннях були отримані хороші результати для мікрополірування при високих концентраціях лимонної кислоти, концентраціях ГФА від низьких до помірних, високій температурі і високій густині постійного струму, який може подаватися безперервно або циклічно. Однак густину потужності постійного струму потрібно регулювати, виходячи з оброблюваного сплаву. Алюмінійвмісні сплави титану (як правило, сплави з альфа-бета-металографічною структурою, включаючи загальновідомий сплав Ті-6АІ-4М) схильні втрачати глянець при прикладених напругах постійного струму понад 40 вольт. Однак для цих металів обмеження напруги приблизно 40 вольтами і подача вищого струму (тобто для досягнення вищої густини потужності) дозволяє знову реалізувати глянець матеріалу. Не прив'язуючись до теорії, це може бути результатом дії альфа-стабілізуючого елемента, яким у випадку більшості альфа-бета сплавів (включаючи Ті-6АІ-4М) є алюміній, що анодується до
А2Оз, а не був підданий поліруванню. У доповнення титан-молібден (повністю бета-фазна металографічна структура) і технічно чистий (ТУ) титан (повністю альфа-фаза), проте, з підвищенням густини потужності постійного струму стають більш блискучими, без явного обмеження аналогічною верхньою межею напруги. Зокрема, для інших металів було виявлено, що можна використовувати і вищі напруги аж до щонайменше 150 вольт, наприклад, для сплаву 718 на основі нікелю, з отриманням сприятливих результатів електролітичного полірування, мікрополірування і поверхневої обробки при використанні розкритих тут розчинів електролітів.
Розкриті тут розчини і способи можна використовувати для зняття задирок з оброблених різанням деталей шляхом переважної обробки задирок на оброблених різанням металевих конструктивних елементах, особливо коли деталі виготовлені з металів, що важко піддаються обробці різанням, таких як сплави на основі титану і нікелю. При поточному стані технології видалення задирок з оброблених різанням конструктивних елементів звичайно виконують як ручну операцію, і, таким чином, воно пов'язане з багатьма проблемами, зумовленими людськими помилками і людською непостійністю.
Випробування з розкритими розчинами показало, що видалення задирок є найбільш ефективним при низькій концентрації лимонної кислоти, через резистивну природу лимонної кислоти в електрохімічній комірці, і найкращим при високому вмісті фторид-іонів з ГФА. Подібні розчини також можуть бути використані для видалення домішок з поверхні або для очищення заготовки після обробки різанням, як це можна було б в іншому випадку проробити з використанням травлення сильною кислотою в травильній ванні з НЕ-НМОз.
Кольорові і особливо реакційноздатні метали демонструють ефективну швидкість хімічного травлення в широкому діапазоні розбавлених сумішей лимонної кислоти, як було описано вище. Це дозволяє адаптувати на замовлення технологію обробки поверхні до конкретної заготовки з кольорового металу, що може включати вибраний час перебування у ванні до подачі електричного струму для видалення і реагування деякої частини поверхневого металу до початку електролітичного полірування для селективного зменшення площ піків.
Електроліт на основі лимонної кислоти має набагато меншу в'язкість, ніж традиційні електрополірувальні суміші, частково внаслідок набагато нижчої константи дисоціації лимонної кислоти в порівнянні з сильними кислотами, що звичайно використовуються в електролітах електрополірування. Нижча в'язкість сприяє перенесенню матеріалу і знижує електричний опір, внаслідок чого можна використовувати нижчі напруги, ніж при звичайній електролітичній поліруванню.
Отримана в результаті якість обробки поверхні електролітичною поліровкою в значній мірі залежить від в'язкості і питомого електричного опору електроліту, що використовується. Було виявлено, що найтонша обробка поверхні (ретельно мікрополірована) може бути досягнута з використанням високорезистивного розчину електроліту в поєднанні з високим напругами електролітичного полірування (і, отже, з густиною струму від помірної до високої). У доповнення при використанні дещо більш електропровідного (менш високорезистивного) розчину електроліту тонке мікрополірування все ще може бути досягнуте при високих напругах і високій густині струму.
З цього випливає, що відповідні переваги будуть застосовні до електрохімічної розмірної обробки.
Зокрема, очікується, що ванни електроліту з описаними тут складами можна ефективно використовувати замість звичайних розчинів для електрохімічної розмірної обробки і/або травлення, з суттєвою вигодою для навколишнього середовища і економією витрат. Оскільки розкриті тут розчини електролітів практично не містять сильної кислоти, мінімізуються проблеми утилізації небезпечних відходів і поводження з ними. Більше того, необхідна густина струму буде набагато меншою, ніж необхідні для звичайної електрохімічної розмірної обробки.
Як правило, підвищення концентрації гідродифториду амонію схильне знижувати електричний опір розчину електроліту (тобто гідродифторид амонію підвищує електропровідність розчину електроліту), тоді як присутність лимонної кислоти або підвищення концентрації лимонної кислоти відносно концентрації гідродифториду амонію схильне послаблювати вплив гідродифториду амонію на електричний опір. Іншими словами, щоб підтримувати електричний опір розчину електроліту на високому рівні для сприяння мікрополіруванню, бажано підтримувати низькими концентрації гідродифториду амонію або використовувати вищу концентрацію гідродифториду амонію в поєднанні з вищою концентрацією лимонної кислоти. Таким чином, варіюючи концентрацію гідродифториду амонію і відносні концентрації гідродифториду амонію і лимонної кислоти, можна успішно регулювати електричний опір розчину електроліту для досягнення бажаних рівнів мікрополірування поверхні заготовки.
У розкритих тут способах немає необхідності в тому, щоб близькість заготовки (анода) до катода була точною, на відміну від звичайної електролітичного полірування або електрохімічної розмірної обробки. Успішна обробка мала місце з катодом на відстані в діапазоні від приблизно 0,1 см до приблизно 15 см від заготовки. Практичні обмеження по максимальній відстані між катодом і анодною заготовкою є головним чином промислово зумовленими, включаючи розмір ванни, розмір заготовки і електричний опір розчину електроліту. Оскільки загальна густина струму нижча, а часто набагато нижча, ніж необхідні при електрохімічній розмірній обробці, можна використовувати великі відстані від заготовки до катода, і тоді просто підвищувати відповідно потужність джерела живлення. Більше того, оскільки розкриті тут розчини електролітів із зниженою в'язкістю забезпечують висококонтрольоване видалення об'ємного металу, обробку поверхні і мікрополірування, очікується, що ті ж розчини будуть також ефективні і при електрохімічній розмірній обробці.
Електролітичне полірування металевої заготовки виконують, піддаючи заготовку і щонайменше один катодний електрод впливу ванни з розчином електроліту і підключаючи заготовку до анодного електрода. Розчин електроліту містить кількість карбонової кислоти в діапазоні від приблизно 0,195 по масі до приблизно 5995 по масі. Розчин електроліту також може містити від приблизно 0,195 по масі до приблизно 2595 по масі фторидної солі, вибраній з фторидів лужних металів, фторидів лужноземельних металів, сполук, що травлять силікати, і/або їх поєднань. Струм подають від джерела живлення між з'єднаним із заготовкою щонайменше одним анодним електродом і навантаженим у ванну катодним електродом для видалення металу з поверхні заготовки. Струм подають при напрузі в діапазоні від приблизно 0,6 мілівольт постійного струму (тМОсС) до приблизно 100 вольт постійного струму (МОС). Переважною карбоновою кислотою є лимонна кислота, хоча можуть бути використані інші карбонові кислоти, включаючи, але не обмежуючись такими, мурашину кислоту, оцтову кислоту, пропіонову кислоту, масляну кислоту, валеріанову кислоту, капронову кислоту, енантову кислоту, каприлову кислоту, пеларгонову кислоту, капринову кислоту, лауринову кислоту, пальмітинову кислоту і стеаринову кислоту. Переважною фторидною сіллю є ГФА.
У ще одному аспекті способу електролітичного полірування струм подають при напрузі від приблизно 0,6 МОС до приблизно 150 МОСС. Струм можна подавати при густині струму, що менша або дорівнює приблизно 255000 ампер на квадратний метр (А/м7) (приблизно 24000 ампер на квадратний фут), де знаменник відображає повну ефективну площу поверхні заготовки. Для деяких кольорових металів, таких як сплави на основі нікелю, можна використовувати густина струму аж до приблизно 5000 А/мг (приблизно 450 А/фут") включно, а для титану і титанових сплавів переважною є густина струму від приблизно 1 до приблизно 1100 А/м2 (приблизно 0,1-100 А/фут-). Процеси електролітичного полірування з використанням розчину електроліту можуть діяти між температурами замерзання і кипіння розчину, наприклад, при температурі від приблизно 2 "С до приблизно 98 "С, а переважно в діапазоні від приблизно 21 "С до приблизно 85 "С.
На практиці матеріал можна видаляти з металевої підкладки зі швидкістю від приблизно 0,0001 дюйма (0,00254 мм) до приблизно 0,01 дюйма (0,254 мм) на хвилину. Нижченаведені приклади показують ефективність електроліту при варіюванні концентрацій і режимів роботи.
Приклад 1: травлення технічно чистого титану
У електроліті, що складається по суті з приблизно по масі 5695 води, 4395 лимонної кислоти (716 г/л) і 195 гідродифториду амонію (15,1 г/л), працюючи при 185 "Е (85 "С), зразок плити технічно чистого титану обробили для поліпшення якості обробки поверхні матеріалу (тобто, щоб зробити більш гладкою стандартну для прокатного стану обробку поверхні). Обробка матеріалу почалася з шорсткості поверхні приблизно 160 мікродюймів, а після обробки шорсткість поверхні була знижена на 90 мікродюймів до кінцевого показника в 50 мікродюймів, або, іншими словами, поліпшення становило приблизно 6995. Процес проводили протягом періоду часу 30 хвилин, що приводило до зниження товщину матеріалу на 0,0178 дюйма.
Формованість в холодному стані, ключова характеристика титанової плити як продукт для багатьох варіантів кінцевого застосування, достатньо залежить від якості обробки поверхні продукту. При використанні розкритих тут варіантів втілення електрохімічного процесу може бути досягнуте поліпшення якості обробки поверхні матеріалу при нижчій вартості, ніж в звичайних способах шліфування і травлення. Міри обробки, отримані з використанням варіантів втілення розкритих розчинів і способів, продемонстрували поліпшення характеристик холодного формування продукту- плити до вищого рівня, ніж в звичайних способах.
Приклад 2: травлення пробного зразка бАІ-4У
У наступних прикладах обробили пробні зразки листових заготовок титанового сплаву бАІ-4М з розмірами 52 мм х 76 мм. Електроліт складався з води (НгО), лимонної кислоти (ЛК) і гідродифториду амонію (ГФА) при змінних концентраціях і температурах. Отримані спостереження і показання приведені нижче в таблиці 1.
Таблиця 1 нобне жоне | ПУ |теюетет чен «с
НгО (95 мас.) ЛК (95 мас.) Температура (Б) | Час (хв) матеріалу мас.) - (дюйм) 7595. | 2145 | 260 | --: 7189 | 10 | 00 2 ж Бк 7465 | 2145 | 390 | 7188. 1 10 | щ 00 2 щжф-«і 85580 | 4290 | 130 | 7195. щЩ | 10 | 00 5320 | 4290 | 390 | 191 | 50 | щ 00 ж ж ЮЩ 8895 | 10725 | 0325 | 7180 | 10 | 00 ж кв('" 88625 | 10725 | 0650 | 7180 | 10 | 00 2 5ж юк«ші 87975 | 10725 | 130 | 182 | 10 | 00 2 5щж юк 8925 | ооо | 065 | 7188. 10 | щ 00 ж КРЗ(
Приклад 3: електролітичне полірування пробного зразка бАІ-4У
У наступних прикладах обробили пробні зразки листових заготовок титанового сплаву бАІ-4М з розмірами 52 мм х 76 мм. Електроліт складався з води (НгО), лимонної кислоти (ЛК) і гідродифториду амонію (ГФА) при змінних концентраціях і температурах. Отримані спостереження і дані приведені нижче в таблиці 2.
Таблиця 2 о о . Втрата (дюйм) о 7те5 | 2145 | 730 | 195 2 юЮюЩщ 10 | (508) | 00 75995 2 | 2145 | 260 | 191 | 10 | (50) | 00 / 7465 | 2145 | 390 | 190 | 10 | (52 | 00 "Я 5645 | 4290 | 065 | 182 | 10 | (505) | щ 00 Ф / 88,95 | 10725 | 0325 | 180 | 10 | 50 | г щДф(ФО0 С 88625 | 10725 | 0650 | 180 | 10 | 50 | г щф00 г Ф / 87975 | 10725 | 730 | 184 | 10 | 509 | щДф(БО07С 9925 | лоб | 065 | 190. 10 | 50У 100 7 9730 | олоо | 2бо | 190 | 10 | (58) | 00
Додаткове широке випробування було проведене з використанням водних розчинів електролітів, що містили лимонну кислоту в діапазоні концентрацій від приблизно 0 г/л до приблизно 780 г/л (від приблизно 095 до приблизно 4795 по масі) і гідродифторид амонію в діапазоні концентрацій від приблизно 0 г/л до приблизно 120 г/л (від приблизно 095 до приблизно 895 по масі) і що практично не містили сильної кислоти (тобто менше ніж приблизно 1 г/л або менше ніж 0,195 по масі), при температурах ванни в діапазоні від приблизно 21 "С до приблизно 85 "С, і з прикладеною густиною струму в діапазоні від приблизно 0 А/м? до приблизно 1076 А/ме площі поверхні заготовки. (Потрібно зазначити, що 780 г/л лимонної кислоти у воді є концентрацією насичення при 21 "С.) Така висока густина струму, як щонайменше 225000 А/м7, можна використовувати при прикладених напругах 150 вольт або більше. Перевірені метали включали технічно чистий титан, а також деяке точкове випробування на титановому сплаві бА1І-4М і сплаві 718 на основі нікелю. Виходячи з цих результатів, очікується, що аналогічні результати електролітичного полірування, мікрополірування і поверхневої обробки можуть бути отримані для різних класів кольорових металів і сплавів. Результати узагальнені в нижченаведених таблицях і описі і із залученням фігур. Якщо не обумовлено інше, випробування були проведені при температурах приблизно 21 "С, приблизно 54 "С, приблизно 71 "С і приблизно 85 "С і при густині струму приблизно 0 А/м-, приблизно 10,8 А/м-, приблизно 52,8 А/м-, приблизно 215
А/ме, приблизно 538 А/ме і приблизно А/м2. Ні до одного з перевірених розчинів не додана ніяка кількість сильної кислоти, хоча слідові кількості швидше всього не будуть істотно впливати на результати.
Фігури ТА-1В показують швидкість видалення матеріалу і зміна якості обробки поверхні відповідно при чотирьох різних температурах з використанням водного розчину електроліту, що має помірно низьку концентрацію гідродифториду амонію 20 г/л і концентрації лимонної кислоти від приблизно 0 г/л до приблизно 780 г/л і при густині струму 1076 А/м7. Фігура 1А показує, що швидкість видалення матеріалу змінюється пропорційно з температурою, особливо при нижчих концентраціях лимонної кислоти. З підвищенням температури ванни відбувається підвищення швидкості видалення. При нижчих температурах в 21 "С, 54 "С ії 71 "С концентрація лимонної кислоти 180 г/л є достатньою для початку заборони ефективності видалення матеріалу гідродифторидом амонію, тоді як при вищій температурі 85"С відносно швидке видалення матеріалу продовжується аж до концентрації приблизно 300 г/л лимонної кислоти. При вищих концентраціях лимонної кислоти в 300 г/л і більше швидкості видалення при всіх температурах знижуються. Навпаки, фігура 18 показує, що при нижчих концентраціях лимонної кислоти, зокрема, при концентрації від 120 г/л до 180 г/л або нижче якість обробки поверхні взагалі гіршає при найнижчій температурі. Іншими словами, фторид-іон, який відповідальний за значне видалення матеріалу при низьких концентраціях лимонної кислоти, також викликає пошкодження поверхні, але присутність лимонної кислоти в істотних концентраціях представляється діючою як вигідний бар'єр від впливу фторид-іонів. Однак з підвищенням концентрації лимонної кислоти до 180 г/л і вище якість обробки поверхні фактично підвищується, зокрема, при рівнях лимонної кислоти 600 г/л і більш, причому швидкість видалення матеріалу істотно знижується. Більше того, навіть при рівнях лимонної кислоти між приблизно 120 г/л і приблизно 600 г/л, де видалення матеріалу ще відбувається, одночасно можна досягнути поліпшень якості обробки поверхні.
Випробування виявило, що для досягнення бажаних поліпшень видалення матеріалу і якості обробки поверхні необхідне джерело фторид-іонів, таке як гідродифторид амонію. У розчинах електролітів, що складаються ь по суті з однієї лише лимонної кислоти у воді, практично за відсутності гідродифториду амонію, видалення матеріалу практично не відбувається, незалежно від температури ванни або густини струму, а зміни якості обробки поверхні також мінімальні. Вважається, що при обробці титану або іншого реакційноздатного металу у водному електроліті, що містить тільки лимонну кислоту, поверхня матеріалу в основному анодувати з утворенням шару оксиду, який дуже тонкий (тобто від приблизно 200 нм до приблизно 600 нм товщиною) і утворюється швидко. Після утворення анодного шару оксиду, оскільки живлення постійного струму, що підводиться, більше не може впливати на поверхню матеріалу, воно гідролізує воду. Виникаючий внаслідок цього кисень, який утворюється швидко, знаходить інший одноатомний кисень і виділяється на аноді у вигляді газоподібного О».
Фігури 2А-2В і 20-20 показують швидкість видалення матеріалу і зміни якості обробки поверхні відповідно при використанні водного розчину електроліту, що має концентрацію лимонної кислоти 120 г/л і концентрації гідродифториду амонію від приблизно 0 г/л до приблизно 120 г/л. Фігури 2А і 20 показують дані при характерній низькій температурі 21 "С, а фігури 2В ї 2С показують дані при характерній високій температурі 71 "С. Фігури 2А-28 показують, що видалення матеріалу сильно скорельовано з концентрацією гідродифториду амонію і температурою, але мінімально схильне до впливу густини струму. Вищі швидкості видалення матеріалу звичайно досягаються шляхом підвищення або концентрації гідродифториду амонію, або температури, або того і іншого. Фігури 2С- показують, що видалення матеріалу супроводжується деяким погіршенням якості поверхні. Однак несподівано було виявлено, що з підвищенням температури і швидкості видалення матеріалу міра погіршення обробки поверхні знижується. При низькій температурі 21 "С, як на фігурі 2С, підвищення густини струму пом'якшує ефекти погіршення якості поверхні, і при максимальній густині струму деяке поліпшення якості обробки поверхні стає очевидним. При вищій температурі 71 "С, як на фігурі 20, при змінах густини струму якість обробки поверхні істотно не змінюється.
Фігури 2Е-2Е показують, що швидкість видалення матеріалу і зміна якості обробки поверхні відповідно при використанні водного розчину електроліту, що складається по суті з гідродифториду амонію у воді, без навмисного додавання лимонної кислоти, залежить від густини струму при роботі при високій температурі 85С. Високі швидкості видалення матеріалу можуть бути досягнуті за допомогою електроліту тільки з ГФА, але це видалення матеріалу відбувається за рахунок якості обробки поверхні, яка часто стає значне гірше під дією розчину електроліту. Проте, при певних робочих умовах (не показаних на фігурах) було досягнуте мінімальне погіршення або найбільш помірне поліпшення якості обробки поверхні. Наприклад, поліпшення як обробка поверхні за допомогою розчинів електроліту тільки з ГФА були досягнуті з розчином 10 г/л ГФА при 21 "С і 215-538
А/м: і при 54-71 "С і А/м-, з розчином 20 г/л ГФА - при 21 "С і 215- А/м, а з розчином 60 г/л ГФА - при 21 "С і 538- А/м.
Не прив'язуючись до теорії, можливе пояснення здатності підвищеної густини струму поліпшувати якість обробки поверхні, при мінімальному впливі на швидкість видалення матеріалу, полягає в тому, що одна з функцій електричного струму складається в зростанні природного шару оксиду на поверхні матеріалу. Цей надмірний кисень в поєднанні з лимонною кислотою представляється діючим як вигідний бар'єр для впливу на поверхню матеріалу. Відповідно, представляється, що по мірі підвищення густини струму на аноді утвориться кисень з вищою концентрацією, що, в свою чергу, може діяти як бар'єр для масопереносу. Як альтернатива, якщо спрощено розглядати морфологію поверхні матеріалу як послідовність «піків» і «долин», можна передбачити, що лимонна кислота і кисень осідають в долинах, залишаючи для впливу фторид-іонів тільки піка морфології поверхні. У міру того як лимонно-кислотні і кисневі бар'єри зміцнюються (тобто зростають концентрації лимонної кислоти і зростають густини струму), тільки найвищі піки поверхні стають доступними для хімічного впливу. Згідно з цією теорією можна чекати, що низька густина струму ії низькі концентрації лимонної кислоти будуть забезпечувати мінімально дієздатний процес згладжування поверхні, тоді як висока густина струму і високі концентрації лимонної кислоти, як можна чекати, будуть забезпечувати найбільш дієздатний процес згладжування поверхні. Незалежно від того, чи є ці теорії точними, є всі основи затверджувати, що результати узгодяться з вищенаведеним аналізом.
Розуміння того, що кисень (що отримується під дією електричного струму) і лимонна кислота представляються діючими як мікробарєри для процесу видалення, допомагає прояснити, що концентрація ГФА і температура є змінними, ймовірно, найбільш доступними для використання з метою керування результатами видалення матеріалу і мікрополірування. Тому в описаних тут процесах густина струму представляється діючою головним чином на утворення кисню, а здебільшого не є істотним фактором, що посилює загальне видалення матеріалу. Швидше видалення матеріалу представляється таким, що відбувається майже виключно під дією фторид-іонів, активність яких до деякої міри справляється термодинамічним впливом температури. Коротше кажучи, несподівано виявилося, що густина струму як змінна керування має відносно низьке значення, що присутність фторид-іонів переважає над впливом густини струму.
На фігурах ЗА-3О0 показано, що при характерній густині струму 53,8 А/м7 швидкість видалення матеріалу може змінюватися прямо пропорційно температурі, внаслідок чого для однієї і тієї ж суміші лимонної кислоти, гідродифториду амонію і води більше видалення матеріалу відбувається при вищих температурах. Подібні тенденції спостерігалися при всій густині струму від 0 А/м? до 1076 А/м".
На фігурах 4А-40 показано, що при характерній температурі 54 "С швидкість видалення матеріалу відносно постійна з густиною струму, так що для однієї і тієї ж суміші лимонної кислоти і гідродифториду амонію при будь-якій заданій температурі ванни швидкість видалення матеріалу відносно несприйнятлива до змін густини струму. Подібні тенденції спостерігалися при всіх температурах від 21 "С до 85 "С, і представляється, що ці тенденції зберігаються при температурі нижчій за 21"С (але вищій температури замерзання розчину) і вищій за 81 С (але нижчій температури кипіння розчину). Як відбувається майже при всіх умовах по температурі і струму, незалежно від концентрації ГФА, коли концентрація лимонної кислоти зростає вище певного рівня, звичайно між 600 г/л і 780 г/л, швидкість видалення матеріалу значно знижується. Тому для підтримування здатності досягати деякого рівня видалення матеріалу, коли бажане надання заготовці певної форми, концентрацію лимонної кислоти потрібно звичайно підтримувати на рівні менше ніж 600 г/л.
Фігури 4Е-40 показують, при характерній високій температурі 85 "С і трьох різних концентраціях лимонної кислоти, вплив густини струму на швидкості видалення матеріалу, а фігури 4Н-4)3 показують вплив густини струму на якість обробки поверхні при однакових наборах умов. Фігура 4Е показує, як і фігури 4Е і 40, але в меншій мірі, що здатності до видалення матеріалу у розчину електроліту є максимальними при максимальних концентраціях гідродифториду амонію і цілююм значними при високій температурі. Потрібно зазначити, що, хоча фігура 4Е показує дані тільки при 120 г/л лимонної кислоти, по суті такі ж швидкості видалення матеріалу спостерігаються при концентраціях лимонної кислоти 60 г/л, 120 г/л і 300 г/л. Але, як показано на фігурі 4Е, при 600 г/л лимонної кислоти концентрація лимонної кислоти представляється забезпечуючу деяку міру захисту поверхні від великомасштабного впливу, і швидкості видалення матеріалу падають в порівнянні 3 нижчими концентраціями лимонної кислоти. При 780 г/л, як показано на фігурі 40, швидкості видалення знижуються навіть більше. Незалежно від концентрації гідродифториду амонію і лимонної кислоти видалення матеріалу представляється малозалежним від густини струму.
Фігура 4Н показує, що при високій температурі і найбільш помірній концентрації лимонної кислоти помірна міра погіршення якості обробки поверхні спостерігається майже при всіх концентраціях гідродифториду амонію і густині струму. Однак при розгляді спільно фігур 4Е і 4Н видно, що виділяється один режим обробки. При концентрації лимонної кислоти 120 г/л, низькому рівні гідродифториду амонію 10 г/л і високій густині струму 1076 А/м2 видалення матеріалу придушується, і в результаті досягається значне поліпшення якості обробки поверхні. Це може давати додаткове підтвердження теорії, що обговорювалася вище і що полягає в тому, що підвищена густини струму може створювати надлишок кисню на поверхні матеріалу, достатній для заповнення «долин» в морфології поверхні, так що «піки» переважно піддаються впливу фторид-іонів, що утворюються дисоціацією гідродифториду амонію. Цей ефект, в поєднанні з можливим ефектом мікробар'єра лимонною кислотою, можна навіть в більш сильній мірі спостерігати на фігурі 4! (при 600 г/л лимонної кислоти) і на фігурі 4У (при 780 г/л лимонної кислоти), які показують знижене погіршення якості обробки поверхні, а в деяких випадках і поліпшення якості обробки поверхні, - при вищих концентраціях лимонної кислоти і вищій густині струму окремо, і навіть більше того - при поєднанні вищих концентрацій лимонної кислоти і вищій густині струму. Наприклад, значне поліпшення якості обробки поверхні має місце при 10 г/л і 20 г/л гідродифториду амонію при переході від 600 г/л до 780 г/л лимонної кислоти.
Однак представляється, що цей ефект має межу, оскільки можна бачити, що якість обробки поверхні різко гіршає при найвищій концентрації гідродифториду амонію 120 г/л і вищій густині струму при переході від 120 г/л до 600 г/л і далі до 780 г/л лимонної кислоти. Подібний результат був отриманий при 60 г/л гідродифториду амонію, щонайменше при зростанні концентрації лимонної кислоти від 600 г/л до 780 г/л.
Як показано нижче в таблицях ЗА-3С і 4А-4С, режимах роботи для обробки поверхні листових виробів, при яких потрібне мінімальне видалення матеріалу і бажано поліпшення якості обробки поверхні від найбільш помірного до високого, і для мікрополірування, при якій в суті ніякого видалення матеріалу не потрібно, а бажане сильне поліпшення якості обробки поверхні, можуть бути досягнуті для широкого діапазону сумішей електролітів, температур і густині струму. Таблиці ЗА-3С і 4А-4С не включають електроліти, що складаються по суті з води і лимонної кислоти і практично не містять гідродифториду амонію, хоча за допомогою такого розчину можна отримати по суті нульове видалення матеріалу, а також поліпшення якості поверхні від найбільш помірного до високого в широкому діапазоні температур і густині струму, оскільки ці умови обговорювалися окремо з посиланням на фігурах ТА-1С. Подібним чином таблиці ЗА-3С і 4А-4С не включають електроліти, що складаються по суті з води і гідродифториду амонію і практично не містять лимонної кислоти, оскільки ці умови обговорювалися окремо з посиланням на фігурах 2А-20. Таблиці ЗА-3С розділені рівнями тонкості обробки поверхні і потім організовані в порядку зростання концентрації ГФА. Таблиці 4А-4С розділені рівнями концентрації лимонної кислоти і потім організовані в порядку зростання концентрації
ГФА.
З даних, представлених в таблицях ЗА-3С, випливають деякі тенденції. По-перше, по всьому діапазону концентрацій лимонної кислоти (від 60 г/л до 780 г/л), концентрацій гідродифториду амонію (від 10 г/л до 120 г/л), температур (від 21 "С до 85 "С) і густині струму (від 10,8 А/м2 до 1076 А/м-) були отримані низькі або майже нульові результати по видаленню матеріалу і підвищенню якості обробки поверхні. Тому водні розчини лимонної кислоти і ГФА, при практичній відсутності сильної кислоти, можуть забезпечити тонку обробку поверхні з мінімальними втратами матеріалу при таких низьких концентраціях, як 60 г/л лимонної кислоти і 10 г/л ГФА, і таких високих концентраціях, як 780 г/л лимонної кислоти і 120 г/л ГФА, і при деяких поєднаннях між ними.
Найвища тонкість обробки поверхні
Лимонна |ГФА (г/л) | Температура (С) | Густина струму| Видалення |Зміна якості обробки кислота (г/л) (А/м2) матеріалу поверхні (90) (мм/год) 780 | 10 | (Й85 5 2ЮЩщ | щ(Бх | 0268 | -:(Х( 392 ло | 10 | 85 ..Ю | 2 щющ(Х,/ | 0208. | 364 120. | 10 | .ЮЙ856..ЙЖ | 2 Юж КБ (| 0232 | 333 800 | 10 | 77 77777777 0256 | 304 2 2 800 | 10 | (Й54 ЇЇ 0640 | юр з389 2 щ 600 | 20 | щ((й ЇЇ 7777771 088 | щ 400 ло | 20 | юю 54 ЮЙ | щБК | об | щ-:х 319 щ 780 | 20 | щЮк 21. Ї..77717111 0044 | -/|(КНК 309 780 | 60 | щХРм 54 | 77777771 ово 17777177 зб1щ 600 | 60 | щющ 21 / («| 0200 | (469 780. | 60 | щющ2г1 | 538. | 0088 | 420 600 | 60 | ющ 21 | 538 | 0080 | -х 379 780 | 60 | щХР2гі | 77777771 10204 | 2 щ-:(х 346: ( 60 | 120 | ю2г1 77171711 ов | 4471
Загалом, як показано в таблиці ЗА, максимальні рівні поліпшення якості обробки поверхні (тобто біль ше ніж 3095-не зниження шорсткості поверхні) були отримані при вищій густині струму 538 - 1076
А/м?, при помірних і вищих концентраціях лимонної кислоти 120-780 г/л і, як правило, при нижчих концентраціях ГФА 10-20 г/л. При нижчих концентраціях ГФА, в діапазоні 10-20 г/л, вищі температури 71 - 857С виявляють тенденцію давати кращу якість обробки поверхні при вищих концентраціях лимонної кислоти 600-780 г/л, тоді як більш помірна температура 54 "С забезпечувала тонку обробку поверхні при помірних концентраціях лимонної кислоти 120-300 г/л. Тим не менше, значні поліпшення якості обробки поверхні також були отримані в умовах низької концентрації ГФА, помірної концентрації лимонної кислоти і високої температури (10 г/л ГФА, 120 г/л лимонної кислоти, 85 "С) і в умовах низької концентрації ГФА, помірної концентрації лимонної кислоти і нижчої температури (20 г/л ГФА, 180 г/л лимонної кислоти, 54 "С). При підвищеній концентрації ГФА, в діапазоні 60-120 г/л, нижчі температури 21-54"С виявляють тенденцію давати кращу якість обробки поверхні при вищих концентраціях лимонної кислоти 600-780 г/л і вищій густині струму. В доповнення істотна тонкість обробки поверхні була досягнута при нижчій густині струму 10,8-53,8 А/м? при високих концентраціях лимонної кислоти 780 г/л і високих температурах 71-85 "С як при низькій концентрації ГФА 10 г/л, так і при високій концентрації ГФА 120 г/л, як показано на фігурі 4Н.
Таблиця ЗВ
Висока тонкість обробки поверхні кислота (г/л) (А/м?) матеріалу поверхні (90) (мм/год) 60 | 10 | щмв8556ЮЖЮЖЩщЩщ| («| 0276 | 280 800 | 10 | щ/855ЮЖЩщ | « | баб | 256 600 | 10 | щющКв5 .ЮюЮюБИжи| 6 ющю 558 | 0084 | (250 600 | 10 | щ(у85 2 ЮЩщ | щБхБ. | бего | -//о245 1 60 | 10 | (й 11117117111538 | 10076. | щ-:Б 196 щЩщ КГКр(КБ ло | ло | 777177 Ї7777777171717171717171711 олег 171171711118811 ло | 10 | 754 | 77777771 6200 17712501 800 | 20 | щХКМ85 | (| бе | з300 780 | 20 | щй ЮщЩщ7Р 71 096 | 27 780 | 20 | щБЙ ЮщЮ| БЮжюоюо0 1 0176 | (МЕ 2ггм них ЕТ ОТ Я ПОТ ПОН ПО КОНТ А ЕТ: ЗОНИ НО Кс Я ПОН 780. | 20 | щКБ5 | 77777771 10228 |77717171с286 1 800 | 20 | щХ 54 | 77777771 10144 17777111 25о1 600 | 20 | щющ 54 | (| 0164 | 7771807 800 | 60 | щ 21777771 092 17112131 780 | 120 | 21. | 77/71 06 17771711 16311
Загалом, як показано в таблиці ЗВ, високі, але не найвищі рівні поліпшення якості обробки поверхні (тобто між приблизно 1595- і приблизно 30956-ним зниженням шорсткості поверхні) були отримані при нижчих концентраціях ГФА 10-20 г/л і помірних - вищих температурах 54-857С, і в основному, але не виключно, при вищій густині струму 538-1076 А/м-. Як правило, ці результати були досягнуті при високих концентраціях лимонної кислоти 600-780 г/л. Наприклад, в той час як концентрації ГФА 10-20 г/л звичайно приводили до відмінних результатів при вищій густині струму і високих концентраціях лимонної кислоти, відмінні результати були також отримані з використанням низьких концентрацій лимонної кислоти 60-300 г/л при низькій густині струму 10,8 А/м2 і високій температурі 85 "С, а також при низькій густині струму 53,8 А/м: і найбільш помірній температурі 54 С.
Високі рівні поліпшення якості обробки поверхні були досягнуті також при високих рівнях ГФА 120 г/л, як при високій температурі і низькій густині струму (71-85 і 10,8-53,8 А/м"7), так і при низькій температурі і високій густині струму (21 "С ї 1076 А/м"), у всіх випадках - при високих концентраціях лимонної кислоти 780 г/л. В цьому відношенні представляється, що існує деяка доповнююча активність між температурою і густиною струму в тому, що схожі результати обробки поверхні можуть бути досягнуті для розчину з високою концентрацією лимонної кислоти при використанні вищої густині струму з нижчою температурою або при використанні нижчої густині струму з вищою температурою.
Дивись також фігури 4Н-4у, які показують, що умови високої температури в поєднанні з високою густиною струму схильні давати максимальні поліпшення якості обробки поверхні.
Таблиця ЗС
Помірна тонкість обробки поверхні кислота (г/л) (А/м2) матеріалу поверхні (90) (мм/год) 600 | 10 | щ(85 5 5юЮщ ЄЮ | 108 | 0216 | 40 600 | 710 | (Б... |1717р7р251110232 | щ-:(. 19 щ:ЗГЗ 780 | ло | 77 0 1 ооо | 771453 780. | ло | 771 | 215 177 0048. | (хм 98 щЩ Ж У 600 | 10 | (077170 1 064 | щ-БК 60 60 | 710 | 72117771 0м48 | 77711351 780. | 20 | щХ,вБ | 0 | 0232 | 57 600 | 20 | щющ 85 2 щЩ | (Б 1 0184 | (б г 800 | 20 | щЙ Щщ (| щ, 10200 | Бл 600 | 20 | щющЙ(54 щ | 538 | 0064 | 82 600 | 20 | ющ 21 щ(| 558 | 0032 | 132 шик ет ли ох Я Ох ПОН Я С: ДНЯ ПОН КК 800 | 20 | щКХ2і | 77777771 0л48 | 771041 600 | 20 | щ щ21 | хм | 0032 | (б 60 | 20 | щКх2і | 77777717 1024 | 777768 4 ло | 20 | щЮ(гі....ЮЙЮ.1.ЙЮЙЮ71471710и32 | 42 щ 120. | 60 | щюЮ2і71777717171717171717110м96 17117111 60 | 60 | щюЮюЮ(2гі7177717171717171717171711717117171110224 | 7742 780 | 120 | --.,й85....ЙЙ.| 0 юЮюЮюЙБДї 0016 | Б Чл 780. | 120 | -.к,йЙ54. 7 | 77770777 0008. | --:/( 135 Щщ 800 | 120 | 21... | ...777171177111400 | 77717723 721
Загалом, як показано в таблиці ЗС, найбільш помірні рівні поліпшення якості обробки поверхні (тобто менше ніж приблизно 1596-не зниження шорсткості поверхні) були отримані при нижчих концентраціях ГФА 10-20 г/л і вищих температурах 71-85 "С і в основному по всьому діапазону густині струму 10,8- 1076 А/м-. Як правило, ці результати були досягнуті при високих концентраціях лимонної кислоти 600-780 г/л. Одно помітне виключення з цієї тенденції полягає в тому, що поліпшення якості обробки поверхні від найбільш помірних до високих також були отримані при всіх концентраціях ГФА 10-120 г/л і низьких до помірних концентраціях лимонної кислоти 60-300 г/л при низькій температурі 21 "С і високій густині струму 1076 А/м-.
Таблиця 4А
Найнижчі концентрації лимонної кислоти кислота (г/л) (А/м-) поверхні (90) (мм/год) ло | ло | 85 2ЮЖЩщЩщЩщ| Б | 0208 17777777 364 120. | 710 | Й85Б 2 Щ (/ щ(мБ | 0йезае 1777777 333 60 | 710 | щ85 2 Ю | Б ЇЇ 02/76 | (Й 280 Л ло | ло | 54 | 77777777717110200177171717111250 1 180 | ло | 7717 7777171717171717171710и92177171717111118811 60 | 710 | 721. | 77717171 0ия8 17711111 13511
180 | 20 | щ--Б ЮщЩщ | (Б: Ї об | 77777739 1 пи ЕТ ПТ ПО ПОЛОН ПО ПОС ЖЕ: ХИННЯ ПОН Сх ПОН 120... | 20 | щБкг2гі | ...юЮюЮюЮюЮюЮКЮюЮюмлЯ ов 177777171111061С 60 | 20 | щКхХхгі | 7/1 02177768 1 ,Д 180 | 20 | 21... Ї.Ю.Ю7717171717171171110изе 11111142 120. | 60 | щБ2гі | 77771717 09617711 60 | 60 | щфгі 0 |Ї77777717717171717171711110224 17111111 42 1
Як показано в таблиці 4А, при низьких концентраціях лимонної кислоти 60-180 г/л рівномірне поліпшення якості обробки поверхні представляється таким, що вимагає високої густини струму.
Загалом, максимальні поліпшення якості обробки поверхні були отримані при низьких концентраціях
ГФА 10-20 г/л і при помірних - високих температурах 54-85 "С. Низьке і помірне поліпшення якості обробки поверхні було досягнуте при концентраціях ГФА 10-60 г/л і низькій температурі 21 "б.
Таблиця 48
Помірні концентрації лимонної кислоти сеть ення ти ТЕЕУ Ге
ГФА (г/л) | Температура СС) 2 матеріалу г кислота (г/л) (А/м) поверхні (90) (мм/год) 8001 10 17771754 77771711 088. 17771711 3898 24 8001 10177771 17111171 056 17717171 3041 8001 10 17777771785. | ...777771717171717171171110216 | 256 2 щЩщ 6001 10 17777785 | 558. | 0084 | 2 щ- 250 Ж Кв(е 6001110 1777771717171785. | ...77777171717171717111110220 |... 245 щЩ 6001110 177777171717177177771 17111558. | 0076 | щ-(Х 196 щ ЖрУЩ 6001110 17777717117711 17111101 0164 17771711 60с1С 6001 10 1 7785 | 108 | 0216 | 40 600110 177777171785 | 215 | 0232 | 19 щ 600120 1 ...77771 77777177 0и188. | 7777400 800.1 20 1 юЮюЮюЮюЮюмьВаВ5|11111111111117111110212 | 300 800.1 .20 1.54 | 77777771 10144 17771111 256 1 600120 1. .юЮюЮюрю.54 (| юю 0164 | 1807 600120 1. юр 21 | 558. | 0032 | щ-:|х 132 800.1 .20 1.777211 | 77717171 0148 | 77771041 6001 20 1 юЮюЙ 54 | 558. | 0064 | 82 6001120 1...77721 | 7777171717171717171717111100382 | щЩщ- 67 щ 800120 1...7771717777717171717171717171171110200 17771 6001 20 1 юЮюЮюЮ 85 6Ю5БР'Г 'Ї (м | 0184 | 62 6001160 17771712 17777171 110200 |. 469 6001 60 1.777721 |7715598.. | 0080 |... 379 2 щ з/ 800.1 60 1777171717211 17717171 0и92 11111213 6001120 1777771717211 17717171 068 17111111 4471 800 | 120 21. | 77717171 1400 | 7777723 2
Як показано в таблиці 48, при помірних концентраціях лимонної кислоти 300-600 г/л значне поліпшення якості обробки поверхні звичайно вимагає вищої густини струму 538-1076 А/м: і відбувається головним чином при низьких концентраціях ГФА 10-20 г/л. При найнижчій концентрації
ГФА 10 г/л вищі температури 54-85 "С приводять до досягнення найкращих результатів, тоді як при концентрації ГФА 20 г/л хороші результати також досягаються в діапазоні температур 21-85 70. При високих концентраціях ГФА 60-120 г/л поліпшення якості обробки поверхні найтиповіше відбувається при нижчій температурі 21 76.
Таблиця 4С
Найвищі концентрації лимонної кислоти
Лимонна ГФА (г/л) Температура (С) Густина струму матеріалу Зміна якості обробки кислота (г/л) (А/м2) (мм/год) поверхні (90)
780 | 10 | 85 2ЮщЩщЩщ | щ(Б | 0168 | -:(:; 392 ( 780 | 10 | 7 77177770 0200 | 1431 780 | 10 | 71 17771215 | 0048. | 98 780 | 20 | 6 21777771771717171717171717171717171111100044. | 309 2 щ 780 | 20 | Б 54 1777717171717171717171717171111100228 | 286 780 | 20 | Б ЮюЮюЮБ(и7777777777171 096 | 7772 780 | 20 | Б: й 17777110 076 17117112 780 | 20 | 85 ЮщЩщ | 0 | 0232 | 57 780 | 60 | щ(Р2г! 1777/5538. | 0088. | щ-(Х 420: 780 | 60 | щБ 54 17777777 0лво 77771761 780 | 60 | щ|Рх2!/1777777777777171711/7171110204 | 346 780 | 120 | 21777171 0л96 1711111 1631 780 | 120 | -.Й54 17777707 70008 | 135 щ щ 780 | 120 | .Й85.ЮЙДЙЙ|.ЮЙрЦ1170 | 0016 | щїш
Із зіставлення таблиці 4С з таблицями 4А і 48 можна бачити, що багато робочих умов для досягнення поліпшення якості обробки поверхні, з фактично відсутніми або мінімальними втратами матеріалу, виникають при високих концентраціях лимонної кислоти 780 г/л. Як показано в таблиці 4С, при високих концентраціях лимонної кислоти 780 г/л значне поліпшення якості обробки поверхні може бути отримане майже при всій густині струму 10,8-1076 А/м: і від низьких до високих температур 21- 85 "С і як при низьких концентраціях ГФА 10-20 г/л, так і високих концентраціях ГФА 120 г/л.
Фігури 5А і 5В показують швидкості видалення матеріалу і зміни якості обробки поверхні при характерній низькій температурі 21 "С і характерній високій густині струму 538 А/м-. Як можна бачити на фігурі 5В, погіршення якості обробки поверхні є найбільш помірним при всіх концентраціях лимонної кислоти нижче за 600 г/л, для концентрацій ГФА нижчих ніж 60 г/л, і що якість обробки поверхні фактично підвищується для всіх концентрацій ГФА від 10 до 120 г/л при високих концентраціях лимонної кислоти вищих ніж 600 г/л і особливо при 780 г/л. В доповнення фігура 5А показує, що швидкість видалення матеріалу при цих робочих умовах відносно низька. Тому робота в цьому діапазоні складу, температури і густині струму була б бажана для досягнення найбільш помірного контрольованого видалення матеріалу з мінімальним погіршенням поверхні або, можливо, з найбільш помірним поліпшенням якості обробки поверхні, але не була б особливо ефективна для великомасштабного видалення матеріалу.
Подібним чином фігури бА і 6В показують швидкості видалення матеріалу і зміни якості обробки поверхні при характерній низькій температурі 21 "С і високій густині струму 1076 А/м7. На фігурі 6В можна бачити, що поліпшення якості обробки поверхні від невеликого до найбільш помірного досягається при всіх концентраціях лимонної кислоти нижчих ніж 600 г/л для концентрацій ГФА більших ніж 10 г/л і менших ніж 120 г/л, і що якість обробки поверхні поліпшується найзначніше при концентраціях лимонної кислоти 600 г/л і вище. У доповнення фігура бА показує, що швидкість видалення матеріалу при цих робочих умовах відносно низька, за винятком складів близько 300 г/л лимонної кислоти і 120 г/л ГФА, де швидкість видалення матеріалу вища, не спричиняючи ніякого істотного погіршення поверхні. Тому робота в цих діапазонах складу, температури і густини струму була б бажана для досягнення найбільш помірного контрольованого видалення матеріалу з мінімальним погіршенням поверхні або, можливо, з найбільш помірним поліпшенням якості обробки поверхні, але була б не особливо ефективна для великомасштабного видалення матеріалу.
Фігури 7А і 7В показують, що при певних умовах контрольованого видалення матеріалу і поліпшення якості обробки поверхні можуть бути досягнуті одночасно. Зокрема, при концентрації ГФА приблизно 10 г/л фігура 7А показує стійкі самі помірні швидкості видалення матеріалу при всіх концентраціях лимонної кислоти, коли заготовка піддається впливу розчину електроліту при високій температурі 85 "С і при високій густині струму 1076 А/м7. При тих же умовах фігура 7В показує фактичне поліпшення якості обробки поверхні при всіх концентраціях лимонної кислоти, що більша або дорівнює 60 г/л. Навіть при вищих концентраціях ГФА від 20 г/л до 120 г/л видалення матеріалу, що отримується, може прямо залежати від концентрації ГФА, без фактичного погіршення якості обробки поверхні. Однак при максимальних концентраціях лимонної кислоти 600 г/л або більше, швидкості видалення матеріалу значно меншають.
Були виявлені деякі діапазони режимів роботи, при яких може бути досягнуто контрольоване видалення матеріалу при тому, що погіршення якості обробки поверхні буде лише найбільш помірним, звичайно з підвищенням шорсткості менше ніж приблизно на 5095. Фігури 8А-88, 9А-9В і 10А-108 ілюструють зразкові режими роботи в цій категорії.
Фігура 8А показує, що при умовах високої температури (85 "С) і низької густини струму (10,8 А/м?) може бути досягнута майже постійна швидкість видалення матеріалу при всіх концентраціях ГФА для концентрацій лимонної кислоти в діапазоні від приблизно 60 г/л до приблизно 300 г/л, з великими швидкостями видалення матеріалу, що знаходяться в прямій залежності від концентрації ГФА. Фігура 8В показує, що для цих діапазонів концентрацій лимонної кислоти і ГФА погіршення якості обробки поверхні є стійко найбільш помірним, практично безвідносно конкретних концентрацій лимонної кислоти і ГФА. Концентрації лимонної кислоти 600 г/л і вище сильно знижують або навіть ліквідують здатність розчину електроліту до видалення матеріалу, а також, за винятком випадку концентрації
ГФА 60 г/л, помірного погіршення якості обробки поверхні, і навіть можуть виявляти тенденцію до невеликого підвищення якості обробки поверхні. Фігури 9А і 9В показують дуже схожі результати при умовах високої температури (85 "С) і високої густини струму (538 А/м37), а фігури 10А і 108 показують, що до подібних результатів можна наблизитися навіть при трохи нижчій температурі 71 С і при найбільш помірній густині струму 215 А/м".
Виходячи з розкритих тут результатів випробувань, стає зрозуміло, що, регулюючи температуру і густину струму, одну і ту ж ванну з водним розчином електроліту можна використовувати в багатостадійному процесі, який включає спочатку видалення найбільш помірної і контрольованої кількості матеріалу при відносно низькій густині струму, а потім відновлення пошкодженої поверхні шляхом підвищення густини струму до високого рівня при підтримуванні або невеликому зниженні температури. Наприклад, використовуючи розчин, що містить 300 г/л лимонної кислоти і 120 г/л ГФА, можна отримати найбільш помірні швидкості видалення матеріалу при температурі 85 "С їі густину струму 53,8 А/м:2 (дивись фігуру 30), при погіршенні якості обробки поверхні менше ніж на 3095, а потім поліпшення якості поверхні можна отримати при тій же температурі і густині струму 1076 А/м2 (дивись фігури 7А і 7В), при видаленні меншої кількості матеріалу.
Численні різні поєднання умов багатостадійної обробки можна підібрати шляхом варіювання концентрації лимонної кислоти в доповнення до температури і густині струму, через ефект сильного пом'якшення видалення матеріалу, який виходить, коли концентрація лимонної кислоти зростає до 600 г/л або вище. Наприклад, з фігур 8А і 88 видно, що використанням розчину електроліту з 120 г/л
ГФА при температурі 85 С і густині струму 10,8 А/м2 може бути досягнуте агресивне видалення матеріалу з найбільш помірним погіршенням якості поверхні при концентрації лимонної кислоти 300 г/л на першому етапі обробки, а потім просто шляхом підвищення концентрації лимонної кислоти до 1780 г/л на другому етапі обробки видалення матеріалу може бути фактично припинене, тоді як якість обробки поверхні значно поліпшується. Подібні результати можуть бути отримані з використанням умов високої температури, вищої густини струму по фігурах 9А і 9В, або умов помірно високої температури, помірної густини струму по фігурах 10А і 108.
Було виявлено, що дуже низькі концентрації гідродифториду амонію є ефективними як при видаленні матеріалу, так і при мікрополіруванню. Як показано на фігурі 1А, швидкості видалення матеріалу є найбільшими при підвищених температурах, тому очікується, що нижчі концентрації гідродифториду амонію можуть бути більш ефективними при вищих температурах, таких як 85 "С або більше. У одному зразковому розчині електроліту, що має концентрації як лимонної кислоти, так і гідродифториду амонію 2 г/л, спостерігали видалення матеріалу і зміни якості обробки поверхні. При густині струму 285 А/м? були зареєстровані швидкості видалення матеріалу 0,008 мм/год з відповідною зміною (погіршенням) якості обробки поверхні на -15695. При 0 А/м? були зареєстровані швидкості видалення матеріалу 0,0035, мм/год з відповідною зміною якості обробки поверхні на - 18796.
Подібним чином при обробці у водному розчині 2 г/л ГФА і без лимонної кислоти зі струмом 271
А/ме, що подається, були зареєстровані швидкості видалення матеріалу 0,004 мм/год з відповідною зміною (погіршенням) якості обробки поверхні на -16295. При 0 А/м2? були зареєстровані швидкості видалення матеріалу 0,0028, мм/год з відповідною зміною якості обробки поверхні на -16895.
Хоча було б переважним використовувати як можна меншу кількість ГФА, необхідну для того, щоб бути ефективним, можна використовувати концентрації значно вище за 120 г/л, включаючи концентрації гідродифториду амонію на таких високих рівнях, як від 240 г/л до 360 г/л, і навіть концентрації, що перевищують концентрацію насичення у воді. Ефективність розчинів електролітів при високих концентраціях ГФА була перевірена шляхом покрокового додавання ГФА до розчину 179,9 г/л лимонної кислоти з температурою, зафіксованою на 67 "С, і густиною струму в діапазоні від 10,8 А/м? до 225000 А/м?. Оскільки цей розчин має відносно низький електричний опір, очікувався, що вищі концентрації ГФА зможуть забезпечити вищу провідність розчину, особливо при вищих рівнях густині струму. Температура також була підвищена вище кімнатної температури для зниження опору електроліту. Зразки як титану ТУ, так і сплаву 718 на основі нікелю піддавали впливу електроліту і по мірі додавання ГФА продовжили видалення об'ємного матеріалу і мікрополірування. ГФА додавали аж до його точки насичення в електроліті і за нею. Точка насичення ГФА (яка змінюється з температурою і тиском) при цих параметрах складала між приблизно 240 г/л і приблизно 360 г/л. Дані, приведені в таблиці 5, вказують на те, що розчин електроліту був ефективний як для видалення об'ємного металу, так і для мікрополірування при концентраціях ГФА аж до концентрацій насичення у воді і що перевищують їх.
Було проведене випробування для визначення ефективності розчинів електролітів для мікрополірування і видалення об'ємного металу при відносно високій густини струму, включаючи ті, що наближаються до 255000 А/ме. З літератури зрозуміло, що електроліти з низькими значеннями опору можуть витримувати високу густина струму. Визначені поєднання концентрації лимонної кислоти і концентрації ГФА демонструють особливо низький опір. Наприклад, розчин електроліту, що містить приблизно 180 г/л лимонної кислоти, в температурному діапазоні приблизно 71 "С-85 С був досліджений при високій густині струму. Зразки технічно чистого (ТУ) титану і сплаву 718 на основі нікелю піддавали впливу цього розчину електроліту з поступовим підвищенням густини струму в діапазоні від 10,8 А/м? до 255000 А/м". Дані, приведені в таблиці 5, вказують на те, що видалення об'ємного матеріалу і мікрополірування були досягнуті при всій дослідженій густині струму в цьому діапазоні, включаючи 255000 А/м7. У порівнянні з обробкою титану і титанових сплавів для обробки сплавів на основі ніселю може бути застосовні вища густина струму, зокрема, при приблизно 5000
А/м?.
У той час як титан ТЧ ефективно обробляють з використанням відносно низьких напруг, які менші або дорівнюють приблизно 40 вольтам, також можна використовувати і вищі напруги. У одному зразковому випробуванні титан ТЧ обробили у ванні водного розчину електроліту, що містить приблизно 180 г/л лимонної кислоти і приблизно 120 г/л ГФА, при 85,6 "С, прикладаючи потенціал 64,7
МОСС і густину струму 53160 А/м-. У цих умовах була досягнута швидкість видалення об'ємного металу мм/год нарівні з 37,896-ним поліпшенням шорсткості поверхні по даним профілометра, внаслідок чого поверхня отримала однорідний, візуально блискучий відбивний зовнішній вигляд. Електроліт того ж хімічного складу залишався ефективним на зразках титану ТЧ для видалення об'ємного металу після підвищення напруги до 150 МОС і пониження густині струму до 5067 А/м-, але при цих умовах швидкість видалення металу сповільнювалася до 0,3 мм/год, і якість обробки поверхні злегка погіршилася до утворення матового зовнішнього вигляду.
Для деяких металів і сплавів вищі напруги можуть бути однаково або навіть більш ефективними в досягненні поліпшення об'ємного видалення матеріалу, якості обробки поверхні або того і іншого.
Зокрема, певні метали, включаючи, але не обмежуючись такими, сплави на основі нікелю (такі як умазраїсу і нікелевий сплав 718), золото 18 каратів, чистий хром і сплави МіїпоїЇ, представляються такими, що виграють від обробки при вищій напрузі з точки зору більш швидкого видалення об'ємного металу і/або кращої якості обробки поверхні. У одному зразковому експерименті при порівняно високій напрузі для нікелевого сплаву 718 зразки, оброблені у водному розчині електроліту, що містить приблизно 180 г/л лимонної кислоти і приблизно 120 г/л ГФА, при 86,7 "С, з використанням потенціалу 150 МОСС ії густини струму 4934 А/м-, привели до швидкості об'ємного видалення металу лише 0,09 мм/годину, але, виходячи з вимірювань поверхні пофілометром, рівномірного поліпшення якості обробки поверхні на 33,8905.
Таблиця 5
А якості
ГФА Початкова Кінцевий Густина Швидкість обробки
Матеріал |ЛК (г/л) (г/п7) температу-ра| потенціал струму видалення | поверхні, 90 Коментарі
Іще) (В) (А/м2) (мм/год) (- гірше, ж краще)
Ті о Однорідна, блискуча тчо |1799|20| 894 64,7. 11,227| 120 62,996 | обробка
Ті о Однорідна, блискуча тчо 179,9) 20| 850 64,7. | 8027.) 115 29495 | обробка
Ті о Однорідна, блискуча тчо 179,9) 20| 839 64,7. | 7,901 5,68 21296 | обробка
Ті о Однорідна, блискуча тчо 179,9 во. 82,8 64,7 | 36135) 424 26695 | обробка
Ті о Однорідна, блискуча тчо |179,9 во. 81,7 64,7 | 34576| 434 47,6 | обробка
Ті о Однорідна, блискуча тчо |179,9 во. 794 245 | 40219| бл2 472 | обробка ті Найглибше навантажений
І о в розчин кінець - тчо 179,9)120| 850 64,7 | 15175| 416 | -169,895 | блискучий, інший - «заморожений» ті Найглибше навантажений о в розчин кінець - тчо 179,9)120| 850 64,7 |15,379| 344 | -183,995 | блискучий, інший - «заморожений»
Ті о Однорідна, блискуча
Ті о/ | Матовий зовнішній вигляд,
Ті о Однорідна, блискуча
Ті о/ | Однорідна, блискуча тчо 179,9)240| 70,0 14,4 )255,733| 2208 -103,095 | обробка
Ті Однорідна, блискуча тчо 179,9 | 360 57,8 11,4 146,728 27,12 -179,596 | обробка - концентрація
ГФА за точкою насичення
Ті Однорідна, блискуча 179,9 | 360 66,7 164,876 24,36 -191,296 | обробка - концентрація тч2 ГФА за точкою насичення
Ті Однорідна, блискуча тчо 179,9 | 360 28,3 04 10,8 0,08 29,69о | обробка - концентрація
ГФА за точкою насичення
Ті Однорідна, блискуча 179,9 | 360 25,0 0,3 53,8 010 7,390 обробка - концентрація тча2 ГФА за точкою насичення
Ті Однорідна, блискуча 179,9 | 360 22,2 02 215 0,11 9,396 обробка - концентрація тча2 ГФА за точкою насичення
Ті Кородована, незадовільна 179,9 | 360 20,6 01 538 013 -346,996 | обробка - концентрація тча2 ГФА за точкою насичення ті Дуже кородована, о незадовільна обробка - тчо |179,9|360| 20,6 1,076.) 016 | 988695 ) концентрація ГФА за точкою насичення
Нікель о Однорідна, блискуча тв 1179,9|20| 81,7 64,7 | 68,585) 4,01 -12,595 | обробка
Нікель о Однорідна, блискуча тво 179,9|20| 8 39,9. | 79,301| 4,85 5509 | обробка
Нікель о Однорідна, блискуча
Нікель о Однорідна, блискуча тів 179,9 во. 80,0 64,7 |42274| З42 119 обробка
Нікель о Однорідна, блискуча 718. 11799 во. 80,0 64,7 | 35066| 03,69 | 11195 | обробка
Нікель Однорідна, блискуча ее ер ня | в Гея зе | ох ран
Нікель Однорідна, блискуча
Нікель Однорідна, блискуча
Нікель Однорідна, блискуча
Нікель Однорідний матовий тв |тею то вето 0 тво яезя| ооо | ває дних
Нікель Однорідна, блискуча І 718 179,9 | 360 67,2 11,5 140,005 12,90 -16,095 обробка - концентрація за точкою насичення
Для оцінки ефекту накопиченого розчиненого металу в розчині електроліту партію прямокутних дротиків Ті-6АІ-4/ з розмірами 6,6 см на 13,2 см на приблизно 3,3 метри в кількості 21 штуки послідовно обробили у ванні об'ємом приблизно літрів. Обробка була призначена продемонструвати висококонтрольоване видалення металу на типових видах прокату. З 21 прямокутного дротика матеріал видалили в загальній кількості 70,9 кг і суспендували в розчині електроліту. Обробку першого дротика починали при 0 г/л розчиненого металу в розчині, а кінцевий пруток обробляли при вмісті розчиненого металу більшому ніж 60 г/л. От початки до кінця обробки не було виявлено ніяких шкідливих впливів на стани поверхні металу або швидкості видалення металу, і внаслідок підвищення вмісту розчиненого металу в розчині електроліту не був потрібен ніяких значних змін яких-небудь робочих параметрів. Це відрізняється від результатів кислотного травлення титану в НЕ/НМО»з, при якому розчин стає значно менш ефективним навіть при концентраціях титану в розчині 12 г/л.
Аналогічно електрохімічній розмірній обробці перешкоджають високі рівні розчиненого металу в розчині електроліту, оскільки частки металу можуть засмічувати зазор між катодом і анодною заготовкою і, якщо тверда речовина є електропровідною, можуть навіть спричинити коротке замикання.
Модуляція тріщин і видалення оксидного шару
Розкритий тут водний розчин електроліту можна використовувати для модуляції або скруглення дна поверхневих тріщин, тим самим усуваючи загострені кінці тріщин, які утворяться на змінних глибинах по поверхні металів і найбільш небезпечні в сімействі реакційноздатних металів, включаючи, але не обмежуючись такими, титан і титанові сплави, сплави на основі нікелю, цирконій і тому подібні, коли ці метали охолоджують від підвищених температур в кисневмісній атмосфері. Наприклад, такі поверхневі тріщини можуть виникати при охолоджуванні з процесів, що включають, але що не обмежуються такими, гарячу обробку (наприклад, кування, прокатки, надпластичне формування і тому подібні), зварювання і термічну обробку. Більше того, водний розчин електроліту може модулювати ці тріщини з відносно малими втратами у виході придатних. Скруглений або модульований кінець тріщини придатний для подальшої гарячої обробки металу, оскільки така тріщина здатна «заліковуватися» при подальшій гарячій обробці, тоді як типова тріщина, що виникла при охолоджуванні металу, якщо її повністю не видалити, «повзе», і метал руйнується або розтріскується при подальшій обробці.
Фігура 11 ілюструє традиційний процес видалення тріщин, який включає механічне видалення, звичайно зішліфовуванням або сточуванням на станку повністю рівномірного шару матеріалу, щоб оголити дно найглибшої поверхневої тріщини. Як схематично показано, це приводить до значної втрати матеріалу. Навпаки, фігура 12 ілюструє процес модуляції тріщини з використанням розчину електроліту в поєднанні з подачею електричного струму, щоб розширити тріщину і скруглити кінець тріщини на її дні таким чином, що тріщина не буде розповсюджуватися, коли заготовка піддають подальшим операціям гарячої обробки або пускають в експлуатацію.
Відповідно, переважні умови процесу модуляції кінця тріщини або видалення є такими, які дають дуже високі швидкості видалення, в той же час зводячи до мінімуму або виключаючи наводнювання.
Як обговорюється далі нижче, ці умови в основному виходять, коли концентрація карбонової кислоти (наприклад, лимонної кислоти) низька, концентрація фторид-іонів (наприклад, в формі гідродифториду амонію) висока і температура висока. Хоча ефективне великомасштабне видалення може бути проведене при всій густині потужності, хороші результати були досягнуті, коли густина потужності низька, і потужність циклічно змінюють, щоб мати як можна більший період «ВИМКНЕНО», наскільки допускає процес, щоб звести до мінімуму зміст водню, що впроваджується в матеріал.
При проведенні обробки в межах цих технологічних параметрів здатності водного розчину електроліту до модуляції тріщини забезпечують значне загальне поліпшення виходу металу порівняно з сучасними методами обробки, в яких поверхню металу рівномірно або локально видаляють механічно (зішліфовуванням або сточуванням), доки дно найглибшої тріщини не буде зішліфовано урівень з оточуючим металом. У доповнення витрати на обробку і витратні матеріали є значно нижчими при використанні розчину електроліту і розкритого тут способу в порівнянні з сучасними методами механічного видалення.
Ще однією значною перевагою способу, досяжною за допомогою водного розчину електроліту, є видалення шару оксиду реакційноздатного металу або, у випадку титану і титанових сплавів, альфа- оболонки. Подібно до оксидних шарів інших реакційноздатних металів альфа-оболонка являє собою збагачену киснем фазу, яка виникає, коли титан і його сплави піддаються впливу нагрітого повітря або кисню. Альфа-оболонка є крихкою і схильна створювати серію поверхневих мікротріщин, які будуть погіршувати робочі характеристики, включаючи міцність, утомні властивості і корозійну стійкість металевої деталі. Титан і титанові сплави входять в число реакційноздатних металів, що означає, що вони реагують з киснем і утворюють крихкий зв'язний оксидний шар (ТіО: для Ті, 24гО» для 2гі т.д.) кожен раз, коли їх нагрівають на повітрі або в окиснювальній атмосфері при тій або вищій температурі, при якій утвориться природний оксидний шар, яка залежить від конкретних сплаву і окиснювальної атмосфери. Як відмічено вище, оксидний шар або оксидний шар альфа-оболонки може бути створений при будь-якому нагріванні металу до температур, необхідних для кування у вальцях або прокатки в прокатному стані, внаслідок зварювання або при нагріванні для проковки готової деталі або гарячого формування деталі. Альфа-оболонка є крихкою і повна мікротріщин, які проникають в об'єм металу, потенційно викликаючи передчасне руйнування при розтягненні або через утому і роблячи поверхню більш сприйнятливою до хімічного впливу.
Тому шар альфа-оболонки повинен бути видалений перед будь-якою подальшою гарячою або холодною обробкою тиском або експлуатацією готового виробу. Описані тут водні розчини електролітів і способи з використанням цих розчинів можуть видаляти альфа-оболонку до появи незачепленого основного металу. Видалення альфа-оболонки складає складну проблему при обробці титану і титанових сплавів, оскільки альфа-оболонка виключно стійка до впливу, і традиційний здоровий глузд підказує, що перед електрохімічною обробкою потрібне деяке механічне втручання.
Це ускладнення яскраво виявилося в ранньому випробуванні, в якому титанову альфу-оболонку спочатку обдували дробом і/або злегка шліфували як попередня обробка перед електрохімічною обробкою. Будучи підданим такій абразивній обробці, інший оксидний шар найлегше віддаляється при циклі живлення постійного струму «ВВІМКНЕНО», з подальшим простим обдиранням жорсткою щіткою, з подальшим циклом «ВИМКНЕНО» джерела живлення постійного струму, в циклічному процесі, який потім повторюють декілька разів. Потрібно зазначити, що альтернативою обдиранню жорсткою щіткою була б система нагнітання великого об'єму високого тиску. Як тільки шар альфа- оболонки видалений, швидкості видалення матеріалу при електрохімічному труєнні підвищуються.
Однак реалізація такого багатостадійного технологічного циклу є такою, що дуже дорого коштує, і дає низький прибуток.
Для подолання цих ускладнень заготовка з шаром оксиду або альфа-оболонки обробляють у ванні з водним розчином електроліту, що має низькі концентрації карбонової кислоти (наприклад, лимонної кислоти), високі концентрації фторид-іонів (наприклад, гідродифториду амонію), високі температури і переважно при низькій щільності потужності. Низькі концентрації лимонної кислоти, високі концентрації гідродифториду амонію і високі температури максимізують швидкості видалення матеріалу, а оскільки швидкості видалення відносно нечутливі до густини струму, коли потужність підводиться циклічно, нижчу густину потужності використовують, щоб забезпечити менше проникнення водню в поверхню матеріалу.
Загалом же розкриті тут водний розчин електроліту і спосіб з використанням такого розчину дозволяють видаляти оксидні шари і титанову альфа-оболонку з поверхні реакційноздатного металу в контрольованому відтворюваному режимі. Цим вони відрізняються від сучасного кислотного травлення НЕ-НМО»з, при якому відбувається сильно екзотермічна реакція, яка у випадку титану використовує титан, що виділяється як каталізатор в реакції, тим самим зумовлюючи безперервні зміни концентрації кислоти і швидкостей реакції, утрудняючи відтворюваність і улоеможливлюючи майже точне видалення поверхневого металу. Більше того, розкриті водний розчин електроліту і спосіб не привносять шкідливий водень в об'єм металу. Дійсно, розкритий спосіб може бути здійснений таким чином, щоб видаляти водень з об'єму металу. Навпаки, сучасний спосіб, по самій своїй природі, вводить шкідливий водень в об'єм металу, роблячи необхідними додаткові стадії дегазації, що дорого коштують, для видалення водню.
Водний розчин електроліту є екологічно безпечним і не створює небезпечних відходів, тоді як в сучасному способі використовуються загрозливі навколишньому середовищу і небезпечні фтористоводнева кислота (НЕ) і азотна кислота (НМО»з), які виключно важкі в поводженні і які можуть бути застосовані тільки в суворо регламентованих програмах. Внаслідок цього процеси з використанням такого водного розчину електроліту можуть здійснюватися без залучення значного обладнання обробки повітря і не вимагають носіння оператором спецодягу для захисту від небезпечних хімікатів, як це необхідно при використанні сучасного процесу на основі НЕ-НМОз.
Хоча для модуляції тріщин і видалення альфа-оболонки поверхнева обробка не особливо важлива і поліпшення поверхневої обробки не складає необхідності в зв'язку з подальшими стадіями обробки, які будуть проведені згодом, все ж бажано не наносити серйозних пошкоджень поверхні матеріалу або не викликати крапкову корозію або інші глибокі дефекти в матеріалі.
На фігурах 30, 4Е-4), 7А, 8А, 9А і 10А можна бачити, що найбільші швидкості видалення матеріалу отримані максимізацією концентрації ГФА і температури (тобто при концентрації ГФА 120 г/л і температурі 85 "С, як показано на графіках), в той же час з підтриманням концентрації лимонної кислоти на рівні або нижче за 300 г/л. Крім того, як підкреслюється на деяких з фігур, в тому числі на фігурах 4Е-40б, оскільки лимонна кислота схильна пом'якшувати вплив фторид-іонів на поверхню матеріалу, можна бачити, що швидкість видалення матеріалу виявляє тенденцію до різкого підвищення по мірі наближення концентрації лимонної кислоти до 0 г/л. Однак в умовах майже нульової концентрації лимонної кислоти фігури 4Н, 7В, 88, 9В і 108 показують, що може відбуватися точкова корозія поверхні і серйозне погіршення обробки поверхні.
Тому при застосуванні водного розчину електроліту для модуляції тріщин, де переважно уникати серйозного пошкодження поверхні, потрібно використовувати щонайменше невелику кількість лимонної кислоти, наприклад, 1 г/л або 10 г/л, для пом'якшення найсерйозніших ефектів впливу фторид-іонів. Однак при застосуванні водного розчину електроліту для видалення альфа-оболонки, де серйозне пошкодження поверхні було б не особливо шкідливим, може бути допустиме як можна більш агресивний вплив фторид-іонів без вияву серйозної точкової корозії, і тому концентрація лимонної кислоти може бути знижена майже до нульової.
Як в ситуації з модуляцією тріщин, так і в ситуації з видаленням альфа-оболонки, бажано уникати введення водню в матеріал з тим, щоб запобігти окрихчуванню. Оскільки, як видно, зокрема, на фігурах 1А-1С, 2А-2В і 4Е-40, швидкості видалення матеріалу відносно нечутливі до густини струму, і оскільки вища густина струму схильна спричиняти впровадження водню в матеріал, переважно працювати при найнижчій ефективній густині струму.
Хоча опис приведений в зв'язку із зразковими варіантами втілення, фахівцям в даній галузі техніки буде зрозуміле, що можуть бути пророблені конкретно не описані доповнення, видалення, модифікації і заміщення без відступу від суті і об'єму винаходу, визначеної в прикладеній формулі винаходу, і що винахід не обмежений розкритими конкретними варіантами втілення.
Видалення матеріалу яри. 20 г/л. ВА 1076 Ал ах - - - - - о вх
Е ї х ! - зе з. ї в : о 25 53 з ж
Во,
В і
ІЗ 4 шк ни Он в : В -щ-т р НИ ш- ові фе та нн В дак в рпФ7,)?ш|ництитиащнаааам и он ОВ» сети ТТ а ат 115.93 іт» 2999 вуз о туя
Й киш Женнентрація лимонної кислоти (г/л) й інею зако ев ! сля Й о.зв5 Й саза ї аляв ї оз : во тер ва вквБов ї овве і о572 Н олея : р Н о.іва : од и и ван сова : вве Коля, бло ; оляв ; оляє пня сяг ї злоз Н зо Н бтох ! са ! ол ! 0216
ФА й Зміна якості обробки поверхні при 20 гли ГП ФА її 076 Ал що БОЖЕ ох - і шк х тю ре р св А ж Ша . з --- вк нні др п : пр ОД нний с тіді ення ння Є а шо сеї фе Ти в пли - 8 і їй «7 ї 2 ; , і в | щі я : по | : й : ро й я 7 щ
Я 5 ли ум о ей Ж
Бо 7
М ж до Й - б'хююи шт , - шо -- - же : дн нн
ЇЇ що ш - ш - і 5 ! т Щ Н сх : пкеЯ й
КК ун сх. ЗШ - я
Й а ща із з ї1959 2959 зез'е тая , "Концентрація лимонної кислоти (г/л) пове -гож Н 6 ! зав | адх ї зосах Й вт Й зам хо рр -129 5 ' «лівих і (тис Й 7 зт А вок ї зво , зв бо ледітво -локх пк і -Бвж Кай «Бах. І зл І тіж к вас ; 0 й з,
І жи З Ї Сойваомої | -37 5Ж ї -ав вк | раж зо оч ; 5 зе 1 вок
Фіг. ІВ
Видалення матеріалу яри 2171 120 г/л лимонної киспоти а т З ї
Е
- з з
У щ- 2.3 ш
У ся 2 2-й ш ща 35 ща з «в 3 зХ к
Б ш чі - т ся мивфижй в, ри о древня срср тн Со ореннне Сенс 7 за
Га її 25 о 120
Концентрація ГФА (г/л) . онов. «орлом поїв Е во ї о:ло8 2196 й 92ов
Рання -1й Аля ою о128 ї о.лол сїва о.224 нд Ба АМЕ Г пла 9.128 ; олюг отв Й ага5
Ін заксал ооо | 5.120 й о Зоо 7 дане й азал рек, за для: оо. 5.142 і обоз . 0.25. 0 26а / терня ОВ дм. охос а рає 2 соава. й 396 овз6о
Фіг. 2А
Видалення матеріалу при. 7170 1 ковцентрації лимонної кислоти 120. г/л 4 - ; р
Ж злю і 3 со Н а сх - с
Е зві 5 5 ! ре і
В 2 щоб т З й ко ; з в з І й та ї
Е З к де
Е Я минета у я і ся » зво ої я й т ї й е У. 21 За тк. ва 120 й Й Концентрашя ГФА (1/7), р-н «Олі і чаоов і о.ваб ї о вад. з.зів 2з8аа р-н з лю для? 7. аю І: вх І сага зок. й дом
Гсннюю «Ба АлЯ З 2.ова : слвва Ї аж зла 7 дв
Гаю заволумі і Зоо і о жмнех І ого звів о 2.953 рніиї ав оАЛАЇ З асо і о.320 і оз: Й 1949 23850
Ї зонд» 1975 лим? ї зд сн Н осзаї т сла а ова М зв:.оБ52
Фиг. 28 в Зміна якості обробки поверхні пра 21?С3 120 гій лимонної кислоти
Га зате с : ря :
Гея Й й ок і ШУ Манти я й х зу» солона я
В Зе я хо жк ч. х т, доня "т з,
Жоо-х щ- . з ох М Шо бок : Ьч ж чи
Я ВЕ : . т е ! Е а як.
Е Шооте я - ж зн . шати - щ І т якос нео Пенн х : Ж ин дей Жодмеєтих Ж ях 1 з п во а ен в ВИЙ Шин Я
О-явож т- ; . пил - ан г ж под ж ї : шрот т та я ; - с :
Б оют: - 2 Ф за зо ва 120
Коннентрація ГФА (г/л) Й г-тоха дл «Кз Її х.ож Н -ква:я заз? Й -Злж як рі і - з "ней з Зо Алі за ох В «75 ок І -з61 яз й -ло6 3 з -350 0 ай Ва АЛІ ОО вож й -7 7 Й хви в ї -135.43 : -аБя аж -жк - 35 йлах т ак Й -Х256ж4 «А? чає , -335-385 і -ааа «еж вав Ал яз , ках й в'я і -хла ви і -ЖАх вл --5- 307 лили 1 зак Й оса зав й зх зж і -Ва зб
Фіг. 2С - Зміза якості обробки поверхні при 71203 120 г/л лимовної кислоти
Кс вом з
Ф шг І в є ч ож і в рн пси шлнянния
І5; х СУ Ра, ок о Н пе ж ще : че ше «а щи з Щллнж т зшенно сік щ
БЕ ко аж Зо; укнния Зк й св фо Зо о дж шия -ї ож Мр ЕК о ре яки
ОК, ; Зх вен в
Б ше сени Є щх в «оо не -- й ах а що
І
7
СЯ
ЕС зе я Її е .
Бай 200 - - й І е зо Щ за Бо Й їз2а
Й шк . . о Женцентрація ПФА (Б/У 0000 знах «ВАВ кош стік док -Біох : -азаж І вх чу «лайл НИ «аа -БУ. вк «Бе і «ВТ | 5 -к зв А ЛИ й г я.18 і -ввлє «вет Ку -87 Й т те нау в зх | «ав -зот ско і сте фечйжра вав? зле ко -Ад аж вес -18.2К ї слави " мивідденки 3035 ДЛйХ Н зок | -57 я -ввлве їтьк І "дев
Фіг 20
Видалення матеріалу при 857С 1 0 г/л.лимонної кислоти
ЩЕ а о о и пеня я За : - х З х Е - Н
Н рн не иа ся 1 дн -к гг. жі ван ст вес и нос засно оо аа ов нн но аа НИЙ я і ге ; д кої
Е Е
Я КЕ ре: кни
Е тв т» т. до
З св у ен он и р а п шт ше жов 7 «й я рай Ше З
Н що Шу 1 рн чаш а пра а е її зай. за 715 за зов
Густина струму (А/ю) жи тат гьА АГ тав й ою 00770777 во аю 5 7 ал "сей бе гаї ав й ва охик. ї лк ода і о.328 і леж жагу фа, о.478 жах й о.дек | о зок абс и з'аза і - оз бу сА г ова зов Й зюва ! 268 : ква 7 2.526 Н ладно ВО гит гаї з.7758 . в.з: ко. ав і з.вво зов т 4-24.
Фіг. 2Е
Зміна якості обробки поверхні при 3" 120 г/л лимонної кислоти й вок, хх Н В нн Пнк К вЯ Н Мн т,
Те | р ШИ поч - є ож -е - Шия ж Е п
Е т 3 ЗБКуж т - но в'і жо вд ау - Госу Й току -- .
Зх ' -к. рон х
Б лож; шк роли т
МАН й ж т У ще : 2, ну Ж х / З
І ! ек дж і ее Е к т / х й т я У бояр тя тя ки е КЕ т жк У щ г « х І ше 8. Те |. щ з за зав 235. «38 4026
І Шо Густина струму (Л/м І) . п
Я ах ШИ звіти Ровах ї зваю 00/10 ввак КЕ золю сл, вок
Тв я дит ГК --оабом КЛ вто вк й -вз8.455 -315 3 ! -тв 79; вх тк -а юс, -мат ах -хазваю -зззлк -ва ях -здв-зи м -4дюлує ло з - гул СА, і зале оз ; вол --6 7 вад й тис нн ми і НИ год -379 3 -зе8 ж й -з389'яж -473 ж: Й -ад а х бу
Фіг. 2
Видалення матеріалу при 21" 1 53,8 А/м - Й з - д 35
ВО ще ;
Ж ЗЕ з
У з
Ж :
Ек | й . не фо фея лях тн тету сння Піх кості оон - он н
Б Є у Ї - 2 ї- - Пон шц здо СШдіщі. пяуо од ди йо сешдшт дих іш СпдреАуяоя щ о дк - і ;
Во. . . ! - ї й г ! Я кі | Я х 3 : кі я5 - - шов с Е і іреетнвюня Ж 1 і і в Ясон ВВ анснутнюя понннкоя овнск ся нн и ОВ Мотор -- ВЧИВ і. жа: 3195 їз зва вам тязі
Концентрація лимонної кислоти (г/л) . з вва сх НИ сл бою хо бою оре дом 1: іст елвивтех вою 1000 ВІЖ віз во вом оба мо; асо своя ріж вх віж 1 бю дом Сл: ВИШ Н фе металеве тент р хуя пато тент прове ть тт. -упувут фот кріт СТУтетнгвя пове ТЕ КЕ Кт тент тут ВК ЬИт ЛеИТЕЮЖН, 0 перу оілюфуте вч ту техлтентятти ПМ Ж фатину, ван нний нта тя он -ек о АН ННЯ вів па т 87 б оба ба 0; кн о пов о о с а в оо «ДІ епакй о єн р сор пови т т и МИ Є ок пз 00, по ов вв її.
Фіг. ЗА
Видалення матеріалу при 547С 53,8 Але ". Ше і -я - ; я з ох -
Не , 2.5 і р 1
У -
В 7.
В х ж те! ШИ щ з й
ЩІ і Й із ее ПИ нн АННИ ; г : ж - сть
Кг і х ій Пе НО: ненні - - Ше Я се - і р пр пал нн В ВИ а
Е ще | і: нн на, мов 9 ни мом им и тин 2797 й Концентрація лимонної кислоти (г/т) с тх У оо Ї олов й алоз блю й вобя ; сво ї в.з "нку вот фа ; оляла Її азва ' п.БвВ и в.3зво о іва Н ага : с.вва -а ги КА Оо252 |; аз7х й й дя й зва: ох і: а зв2 : 30, й - м вагові о овов В аву 7 зоба й воза й охо ; 540 : 0,036 й сне 125 тп геї зала Ї 14 ї.350 ЗА Й 3.6: х опе - м Оо25
Фіг. Зв тькккі с-ї З р
Видалення матеріалу при 71270 153,8 Л/М я. х -. ї і сх : к а. : - 1
З ' т Зх що Н й
Кая ; щ :
Е Зк шоноя - - їй . т І 7 до х - ї В пекан щш : щен мак
ЕЗ : панни тн, - ке і ж
Гі Н хх ня і х а Н ь - 15 у й ! Шен Ж тк Кк ве Н зи Ши жи НИ МИША - ї вах -- й - якщо тоже, з
Н ря в и ВВ ст
Н ее теіют те, -з ві ми ни пи чан .
Ба Й 3138 179. 29 ЗяЗ.7 79 концентрація лимонної кислоти (г/л
Тя-у «Всбх ФА І агат ї лоз овах Й вдає : алюв Н пла і в.п
Пн й ЯКЕ І 0032 1 о.735 авез оз Н а:2ви ї о154 І ото ! - ! З знкв ж Всі КФК ій ода і еляв ря обох . азаз : для бла ї- я- вого ей їв ї ал й зе г; "ИН зв і ов , яд р--з20 п гьА 2:7а4. Н 2:з23а 2.96 д.твя. Н зав В Фоза х ся
ЧФиг. Зс сії : й т ІЗ
Видалення матеріалу при: 857 і 53,8 А/м 8 у . оз : ; е та із з
З Е
«ЕЕ
В ях й ; що ПН нн нон нн
КУ | пд т к це щт 2 ж їх
Ге х
Ка І й т ї- в в «в. -
І Я
Я І
ІЗ з Вин за ШИ ях - поет, кове я чат ря щи - гі НО сш нд кі - -
Ге МЕ ще й вд тент нин ЗДДВЕ нене ння сти В т жання спанняк Бін шо ня мех Ше ва ших штннк жень ві Кс нт в нн с В о нн нини я а « ва 115.9 179.9 299.5 ах ЗУ
Й Концентрація лимонної кислоти (г/л) ї-» «Ог/п Пр Й од Й Ї : Є.Б я поляк ооа і ота Й ооо Й пог ра топом олюо і щавк й рать ; Оля : 432 023: о.157 рГ-тАк -Маг/п пеож злзб І зоба зо4а о ока ї сво слав о.215 фо п рА зва і зв й з.авю з.432 Ї жало я.483 ваз
Рання Я зв кл СА зво і зззв ; зввя з вва і зва зак ово
Фр. 30 сли я: віз
Видалення матеріалу пін 547 5 10,5 Ах вз т сі 1 -- з х
З
«8 ік 25 щі в
Е 2 щ
А їх й о. Й
Я в » -В з ШИ нон ЧИН в до ж щ 1 нічною КЕ ше»
Ух кнвсня, - -
Ег «х - шо Лляне я - - щ
Ссі ак ле ви и Ач зи й в ее Й в. жи рн он о у ль сн й а єї ж. 32.9. 7 ч. ет оч тах
Концентрація лимонної кислоти (ел)
Тане заппгед ЇЇ ооо Й Її. з ВИ вв Й зов ; ові Я ваї і одів ра «заст гА злов ї с: НИШННИ пе вза и бля возв | зла р-н его па трА ле З З їхвгв що паз: ше 1 о гох 160. і сз2а і ява ле вва ї- ловлю зах Н вадою а зх. реле іно с го 2 зва ВІ зів й каво ізв8а і за5е обо: | оазі
Фіг. 4А
Видалення матеріалу при 5421215 А/м"
Ж їх
Кк с : щ : г : -ї з х
Ж .
Кай : 285.
ЕЕ і ш х
В 2 в : ї х 1 Н в т Е й к , я
Яорожетяяттяжняяя пляжні,
Ж Н ші етно Жінку п
Я вві Ще кю НИ к- щ- ї ас й нн - - шу і шт й ян донна сення сот ой 5 р р р я М ми чи МИ о я зіва 3195 299 558.7 778.7
Концентрація лимонної кислохи (г/л) знос ФА това Ї зо сога Й ою і вою і одов : о.вїв іжа лося геАЇ щі5й ї озва тра трах і ал т олод 1 р.в інчйю воски і 0 Фа 0010000обяю 0000000ооямо0000000озю Й ов ї чо 0000 ою дає вюсітрвмм ї озао Н зоба зов і51х і о 8а2 Й азав ї сп.012
Год да юля твАї зв Н з'ава ; зак зазж і з3вко і о бай ; обо фіг 4
Видалення матеріалу при. 547С 1 538 А/мМ т і звів лт-е я
Ф
Ех і о і т тві я ! о,
ТЕ х | ; в 1.5 і во а її Феонтоне жен жде юи т тю фе тт т ж - ре і Й
Ес іди нею лот МУ, х. п це х ЕЙ тяжку -- ке - др Жах - - щ 05 ди як тою ласі діння ко жа дит -ї шк. тож ві о нор в п в и п и -В за. аж ло полфненни сої Ман тоні « а во й зв зтаз сов зва 7797
Конпентрація лимонної кислоти (тя)
Ін «от гвеА І 6.00 Т сом в.ода. Її во Н ах ває і сода
В с - ше я То яос ше ш-еол є ж - в - й сн закл ФА | б:175 Е швів Й 0225 032 Н ох сова | зга інь ЗТ ВА ваз Е| бак б : Сх: ЛИШ ПИ АВ ШИЯ
І- вах сВАТ дв ї зов 007000 алав ке ї 1 їла оч ром,
Ганна добтя сват Тлаже 007 ква й зало : зла і 1:372 б/озо І ага
Фі.4с шт, к що з
Ввлалевзня матеріалу при 542 і 1076 й/м дя ніх 5 і ге ї я і - ї - з ї- - я л- н що шві т - - щ - - щ : ; я 2. в: й а і
З зв: х й 5 і жи М т я м юс но довж й
І з з -он - т нн кі. : -ж х я сесн ЗВ ша д в5ї- совок жюх т рвав Гу шою я жо і Я ме 1 ланннй - лях, теж і ше і дно. Пиши ее в шко я о: нн п п 0 и и п ТИ х тРееетю я А » ва 135.3 ме» 259,5 зах з, п. пн Концентрація лимонної кислоти (кл) Й й р. пев зале шою ї 208 вів шт Й вода 1 апов І сова се с зЗплрАЇ кава | азай ват й ов Й о зав 1 ваза і хода -ак зов гом пов ї й Бах . вва ' вла ода Й вла с. 00 Яка зн ще ваті тф ї боадав 7 Ї 3392 оаака зда 7 о-зав ! 16 З щіво сен? с ФА 12552: і 51 ідте 500 з-ава й пов ї ці35
Фіг. 45
Видалення матеріалу при 85721 120 г/л лимонної кислоти. з т 38 обстеженні уилнноно кінні кіна іно ВК нні уклін унів. Зірок ньнонетт ва іже гествоттчаестот
Ге
ЕЕ х з а
Бе ве 2.8 а нн т ми аа ан і п п п нав х іт уз 2 іх я се 15
В. а ї сон оон ж Пен ов о ни о о В п в іс.
СІ щ 05 нн сн зав їв пло ікжкежи саннніж Ждунн еннтт веетнею енчненю нень лоні вони сне Жінки, нн - ві Ки ан но: сон пон с ана зопнввн По пкввн ак зали вина и Пн тонн Полив 2 за я зав дя За зує
Густина струму (А/м у
Тен Віл гА, в.о й ол з ох і аяя 00 в а сово
Бен лосі го дав Й тналя: ї вою І азоа Й о.552 0222 і-й хо пато ха . кову й ї ав КЕ. зол й за 2.рба8;
Н -- в вікі ге ав з зах ! з Асю | 0тхава з'яве І 2534 сиза ген 000 вва ни В зівє 1 зав за зва
Фіг. 42
Видалення матеріалу при 857021 500 г/л лимонної кислоти - 5 г: ІНН 2 ві
В 8 х
ЕЕ я пов - - - : 5 8 2 т з в зд 4.5. - -Е : опи ой си оон я она пана зно ро полова но полась кино о осі понині х 1
ЗІ в
В й ожини шусии ши ки ке ви ви киснем ми и и з ж 4 аов-- в М М НД ін дит» пет НЯ -- 7. а. 53. НО з15 вав 3076.
Густина струму (А/мМ) тек я вс ФА с. й вооа Й тав і 5аз2 воза Ї боїв ін-яй ел пек во» т еляв Фах і пз: сова Ї 220 вик ет ГФА, зла с.азо 1 оз | плзє то вав І вів ї- зе- біс КА їх Й з:245 ; 41972 1 Зло із16 Й ї205 се за іл тк аа ни вла і охо ас | охо
Фіг, а
Видалення матеріалу при 857С 780 г/л лимонної кислоти а:
Ес і й 3.5 «Ба
В х е й я з:
БУ : ш зі гу « ї х х з в .
Ко 1 : х н- Я
Ж 3 1.
Кох є - і
БоЯ ї . шлокото я м и чи У се ичарн і вІШІ Шо ШІ до во вофрі ки хо БИ БО пи ше пе шин в а З че т а зав 53 а 215 вза захв й Густина струму (д/г). п хбплкА Її во й оора ! зага і тов 7 плов т вом я «досто з з.13х влзв о.152 в455 5.132 ї а.ієв "-й ЗВ сь гФА і о2з2 . ага й аг16 св битв ї п216 ше вас теї оозв Й боов. оів сов вза і 9.159
Ненкаживи УОЗ К Я оп Й ооо. у оозв 0020 о:оз2 ооха
Фіг. 405
Змана якості обробки поверхні при 857 1 120 г/л лимонної кислоти зах се ! за 5, : ж ; рай 5; | ; ж ж щ обов ознкн хох зефує хо мин нн лк пи кін ни но сн ря рчння п лання
Ж д са ви шо Якості и. пшя
Ех ' джин дині ШО днк лІЖО тестує дк тя ниж ж ол, що: Ес " -щ - з. щ щ . не іони от о г тео -.да за - гй -оож її - - і
З
- 1 х Е рі Н вх ш ; 2 о із, зая. заз тав зав тот б; , пн Густина струму (Ам) | : шо сеєю «зсі тва ЇЇ 00 зх й оотвж ; ває 000000 і Фо . ав сна зо ФА ек Й -а5.аю | Ба Б І яз -415ж ї Зах ій слататеА Її 00осзаБа -ах в : -зз2х й «авт пл і аа
Те я бог сфе Її свв ї вв І -залж Й паст «др. тьЕ | вв інн кабт тА 32 зв і їз І -зі ак Й зал н -5 156 и -ввам
Фіг. 4Н
: Зміна якості обробки поверхні при 85270 1600 г/й лимовної кислоти ! 1 - й ї і і-ї Н ї - Е пн тн ню на І ві Н се Денне ВІКІВ ОНИ сонник охоте хх ет, - Й
Н : зи рнья ча - щі
І 2 і і ни или -- рей ет рожа і ши у яти
Я ш-е8 0 Е Єсть -х і ! В пою ї я пе я - - і і щ і злою тк т ж рай 3
Я р ж : шт птн 1 1 ту те. : шко Я Й 1 З Е зе ; 2
Н З і 1 ! ще Н Я і ве Н і ше ще ї з. | : ї ек Н я ї і 2 і : !
Н як І Я ї о зав за 2359 з зе. 2075 І і й 2 Я
РО уник ст нудну тт ротик тут нн УСТА СТРУМУ САМО, рутин
НЕ оленів НИМ шо я МИ М МИНЕ НИК ИН ВИН: З ЗНИННЕ МИНЕ МНН ро сало 0 ок, гом М А ЯЕ ЯМИ З ОВ НИ НВ
І замі ВИНИ АННИ МНН НАШ ВИН ЛИНЕ МОЗ ИН ИН ЛИН МИ УНК
Фіг. 41
Змана якості обробки поверхні при 8592 1780 г/п. лимонної кислоти
В «и рн
І Й те З е Н дб, -- «Дю є Я рих ве сб гл ше ше вт
І Че вай зе кож ТЕ т жд г - ок - Ян, дн а ВИН а 5 сечу де х ї ел ситющу до . р-н рай т--о й
Форм і Її в'я 5
Ех зу
У щ в с ШК
НУ Н а І о) вом | - го 2
Е ху 2. , -
Гн їх іх»; ДЯ т ж
Ши а 10.6 5з.а 235. зав 1075
Густина струму (А/м у . ; шо вин з Ж й - -тбтлак. | вл пуща аж й з: ШИ НИ з 17.36 : Зз лю "й «Зб ФфА -п ун, їз : -звлиє ! -аз.як й зви КОзазж іс жвуйл сфе вк зв527 ! ред: ж тю -в3 і вок іо гФА -Бузих ї вс М "в? ж ; вве В «вв ле і -вволиє
Енді ЗІ КЛАС дім і зах ій 23Ж й «взт5н ї -ББІ АЖ -атоляв
Фіг. 4) : ме 2
Видалення матеріалу при 212С 1538 Ам а ї їз І - і а І
Ст
Щ
Ж |: коашк: Ш ШрШН НИ Н в
Бо) ве яз ве
В з. а х ч 1 щооа5 ! - - - ві а ВВ Ж ТИН фо жені до ПВ роде пеня ЕЕ с ва хаво зга 27998 зеч.2 пт
Концентрація лимонної києлоти (г/л) ф-ж тосжгюм, | олю Го 0 ою о люю Й Фев | ох і Фаза | сова фен ніоснутеА, оовк. і їла - вела й олюв. : оо Ї а і 024 і- га пгвА сова: і о312 ї блю відо, і вва і тазх 1 юдів іт жє-волвгвАЇ о влов лав и пав й сви ! ав Ї слово і ско
Їс-н-ноя сек 0.333. І ода . їктвя ог Н позбав | о.зая. І пліє
Фіг. ЗА
: Зміна якості обробки поверхні при 21С 535 Ай : - І
М БІТ я пттттятянття - их , 8 фр т ? гу Ь. Ми ша ; о Н шфрнні жокожнннко яз фр а Ії .
КІ Ель - - - око еТдеяе очжиня й у «пд р Я ую «юр в ч вої сотий. - - них ДИКУ ай й т 2 ВО то вжи я шия ач - гер х шо т м . з гло .
Ел ожті . 2. ей Те І :
ША сг Н т , , й Ж : з ні шо Н х , ко х , , 9 ж ї І : ЗОШ сни ос ін тет м шен І що п | ж г і і -Ж з К
З | пппянняку ;
Н я І - : і -- :. у » і: ро Бо явожі . - ; і ! Не і ЗІ з й ше ' мене ! і щ- : : ! - -нюв . - . шин дня - - Шо жерти
І і е во іхзв 9 їла» 2535 вве тт ВІ
Концентрація лимонної кислоти (г/л здініпттоіітя тет тут тесті тожт нот тісноти ТИ Тютюн:
Пл збпп еф ховж ї зам аж ; аз пул і ж 1 росучча хвоста, аж Я -звсл віх і -Бате сок ї аж свя.
Ї нов сел птн доля ї - сення борна оА -зо'єзь й ок ж і сяк з спа й «зх : 2035 і : до " Я з и си зад -зав'о -язаяя 1 зі Н зурох ' в? ак й зов ї пенібжня З НЯ ГА -їзу ж -і33 з «заз ек. і е296 о, лов | а в Й да яю З
Фіг. 58 в . . 7 г Видалення матеріалу при 217С 11076 Але й аз - ; ї ; - З
Й КЗ я ї ля ; є З й ї Е з ! - !
Н щ : шО5, -
Е КК
Е: - я : : г я ; а :
Кз - з : н . й ; Ж зх " І ї - Н ї т Н ї бог «інв ок ! і : В: жи нушт щі В ТЕ шт дик ти ; й в ши я ст А В ШК дзвися бро тес аноду ї З о з1і53 зїт8а 2599 5987 х)8? : . Концентрація лимонної кислоти (гоз) І о ; рооя-ео гості оо Н вод Н ва : баз. дова і доз го. Н о» . 2 Н І - - . : і - апп сова Е зіза Н лає Е «чаго гав ; оо ес і чан «пів ГРА | ал5а Ї 0424 і олава : саз:2 оріяа ї оо32 х «са. Й ох ваннгом зве ! 6223 Н біз Й 0192 6192 : ооо п зва й
ТО сен ззВитіКА 9.432 я ю5а6 : 5.1в5а : б.зва мав олев ! о 136 ,
Е и х
Фіг. бА
Зміна якості обробки поверхні при 212С 11076 А
І х -т й пе Е ї Бе Н рн -х :
Н ис : рин - ман :
І ; і Кк МУ і: 2 жеоощиня і
Е : и Зк щи :
І я ; шк зе ж сн В і і Жощ : 7 Ме ші :
Й А Н рай Н : вод і ! й щ Н Н ї в я : шо ди : !
І ЕЕ З ; Н
І ее ни нн нн нн щ В ї 1 : т і і я | і ї ту Й І і
І ща і є і іс і І
І - Н Н
Е сь | і ! щ і і ГІ во 3159 1759 вам вве 78. :
Й Концентрація лимонної кислоти (гу ! а а ОО війн и вав ак вв А
КО БГне зосюкФА І сви їхях 318х 1 авжж 1 НИМ НИЄ ВИМ МЕ ШЕ
ЩО ес НИМ Ах НО НЕ ЗЕ НО СН МЕ АН ко ВН НЕ, ше ВШ; НН ї зве Е ЕЕ МЕ я о Й Ей М: А ВИШ М, і ; - зво иоА -кок т хм В їж ї -33,595 Н аж и ав ї Забж і Н ро зве яаст ге авто : 385 | ет о ів2ах гоолах І вабю 01000 лев
Фіг. 68
. : торт: з
Видалення матеріалу при 8526 і 1076 А/м і я - : й і - : : т за ; ' Е : я зо се
Н т ; 7. 2.5 Шсшюотт чн вів пен нн ні сввк У : ше пін ї 5 ; ж як : ій ж ! Я а! ва і - Н
Н га Н ї х
Во; к ве з "ж ау, и Уч щ ве : ре як, г «У ат тк ж щ ; зу т і -і азз. - - - То, зе ' - з ; : а нн и ни т ЧИН шен сни ай
Н о 5 Фу у плен в усю т олнннню м лофт о тененнюосжо пофутніння зокоиетєєю т овдрннх. хожожеттєя т :
Н в Га з 3759 з989 вяВх т75.т з - - я -
Н Концентрація лимонної кислоти (Т/л)
Ї реж папок това ї оово дово й всю ! ово Й «аїв ї вла
І тих еп геА 9328 і зт я о за Й о2ав | о315 ! ог А озна тоофннА лют тьА у овІ8 й злою Й зоб Й ря і ох и паза Й бгз5 ; ря -во гл тА КУ з29б н 72-136 БК. ї 2.42 Ц 2344 зло й о35о то ння зло сл ГАЇ, доза і з.л55 з.Бяй І за12 : Зола зо . воза
Й : « Н :
Фіг. 7А ' Зміна якості обробки поверхні при 8520 11076 Д/м"
Н шо зах се - : г Н р Ме: омани Шалан шпон о жх
В, -к- інно: дб шен Ах
З ! і ця бен. я - пий
З Н я ах - дк шою ран чного жо
Е ож рам р- и Щ ти янв
Е | ї г 17 Ж '
Й во я КІЛ жит «ж рен ' я шт. ОМ дж кто ї р оо ра 4 і! , що що - з
І кож . РО х
Ї я : р КЕ І
І їй . Н 7 т ! о бою р. 7 - є - ща ї ' , що г; з : З "і Й . Ж - Р ч - і г І я
Що 2 - и г і ? і з ко і ру Я
Ей і : й МК зок І я х р о а Хазвая 198. 2959 53.7 па і й Ковцентрація лимонної кислоти (г/л) й тА ВАТ о ес жи си ни нн м и ЗИ , ян вс ГАЇ -272 ти и зво Ї аз:зжх 1 зва зв. й 25.55 зала оо інедожанитФА З «мою : «Вуж, й -да взх -вї-3х : зохює й Бл і вох бофрли ванню -тедя 7 -за . ав вою «ззиж ' сек 0 сжеоюю
Сотня лотахтеА -250555 і -ваак коотввов Й «ваз х з73ж Ї -язеввх 1 -з то ов
Фіг. 7В ста м вот 7
Видалення матеріалу при 857 і 10,8 А/м дося - -к то з з 2 :
Е я? - ж 25 : - ге дон Як тю жк тк - Шо синий те
З жит КУ т 2. ж в з в р ; ж
Бояво к. о
ТУ я
Я а дат віти, що
Кг шт вк и ж щ ї ж зе Кк які Женя ешйу м оддм Дно акк нн тб жень певен, житт Як, ш УЧ а ур - шої -оу з нн п в п НЕ и ВЕ ОО і: гу Бо зів 1789 заз 595.7. 7257
Концентрація лимонної кислоти (г/л) фс з пстгфк схов Н хор това : дого ; алюю аа зося і-н-а вчать охюв | паза ткидя , авг : 0ах2 0236 сазе і-й «збіг віз ї 012 зво 4 б вів У. Ввов рЖ 0244
Тео бюл ФА дюва й 2295 й залів й 3 ка т 2824 ї ї2аа влев.
Її лежати ВА, з:783 Н 3744 Й Зах й з.ва5 і з.тхв тног4 оз
Фіг. ВА
Й Зміна якості обробки поверхні при 85?7С 10,8 дл ож ше ше в. і з) . ! З Я лев ви ПД сви ей , Е ох | нн нн о шле о. 2 ; шт А" - йо в А : по Й п тях Зло шли т 7 ' щ щ щ я сяк, й Кожне -- ; вош во 7 - Толедо я нн тд . ЖЕ ух щит - шк д, , її і ж -щУ і К з іх
З б ую що і те ово шо й х (В І У 7 к в.
З : і а ек І р ій
Ж -івож Її - і -- - чі ш ю Н р ї х в і « т о ч щ 1 « 1 ех 2 хе - чне - ря КУ й о во 119 5 зав 2988 зва т 79
Концентрація лимонної кислоти. (г/л) ї сажею є тіл ГовА. Ій я ї вх і -а. ях ї - зх «аж Кк 12 аж НИ дво «
Ко бижеабня ге : «вто | -ва з ї -45:2ж ї -заст -32-835 и Ал і зу ях Н
Н ». в ж Б
Зосина зо твК Її -473и. й -азхюв х вия 183 ї чайн ї -івох | аб рн ват сво з : -зв:аж збу т -40ля ї оо КЕ валтю і 2зі55 і
Ї чені тій геА -звв.їх -валиж ї -вваж, : -звБ'х і -п5 о і -2а 8 й зоох ;
Фіг. 88
Н Видалення матеріалу при 8520 538 А/М"
Й я й
Й р ї ;
Н щоожві х м Й К
Й -х Н
Н ж ; з
Я се
ЕН шок
Е 2-5 | ій ї ни аа нн з г І зго соту шт нот с
ШИ в : щ хі ; х ' х , : х
Й В в і ке і : - : В і "жк
Н Е 1 дюн тт вн - ї є нИш и- Птн в хе ії "фдеінінтч - я : З зві. - Яд нн Ве сок ння орд юю й - тек
Е и чо с ж : : зору т пожшоготно т
Н ві чи ие пи мар пила а чин и
Н а ев 315.5 279.9 2395 59917 779
Ї Й . Концентрація лимонної кислоти (г/л) ; 5 пенейу бус ГА 1 охкщ Н 5.0оз Н Оле Е оопа вору . рога : оооз ї - ес тоК Її о ох 1 з.звБа т о.522 і оава ото і зова. ; «із2 ше Де стаєтьй ов | хлою: Н з ога Н о.7за 7 82? г алвії ' алзв
Кожне васч фа | 2357 Н 2:355 Н т а5е і зів 2505 ї їлів ' ов її. і ,
Г итжннавотрв так з'ява і ззао ї зла Е з.вча зва ї вліво : бла
Н
ФГ. ЗА і Зміна якості обробки поверхні при 55701538 Аля і
Н В 5 і - , ії г . г ' фран сжлінжно пен Я а. й сей в з-, ри ше о г: м шожобуююния ж и. - в й укжннх --еку с. ств о ря м ра дн - р: "ж й жк й : ЕЗ д : 5 ; витекти и ї -ї Ія Ей р -х -- к. Я - т - ' Вс Сом, як рН ві НИМНЩИЩИ Ж 7
Я щост ї р (З ту й ! НЕ Ї й ї Ше Я 5 Ж. -7. В ь ! Як Ко. т м | У в - - - з
І щодо. « є ' 4 щ ' ді ,
Н щ
Н но т з
Й Ж й з
Са х Я щ -абов о: л не ї - щ й М
В Д Н ге я д р У з
Н З Н , ; т сраж о ї- х, - що - ш 4 -
Н 6 ва хзза . ях знав 55357 Т7в ! Коннентрація лимонної кислюти пл) дна сювттфА зве |! -ї0 06 Н ас ди -з34 їх - вк т 47 зе Й
Ї м УНН -- а - Є «
Рон зо евА і -757Ж Й -кояк 1 ятво «вазах й -вз я ї Ялює Ії зв. І розта еюватвА ря ї -27 3 -іяажх Н -вукж ; -зу ж Н -з8 46 | -в зж 5 ій х - й ро ї- ж -васвгод Й вою р св я -ЗА з. і у | «зв ах -яб З -5Б '
КЕ з З -- . у ї Їсть і2агі гад -гажак " -«43.4 й -88.195 1 таж ї ав І -08.3 г -ввин
Фу. 98
Виданення матеріалу при 7122515 Д/кг - я 5 і
Е : р з. со І --е і
Е з З і й 2: пек ке
ЕЇ Н вошилкн сн кю ж тт ня
Мі ж : ме. щ
ТБ я: че - : няння яв х
З ! а нина пу За я . зе
В вв» пені уж ж Же
І ви ин Й сш і . " ж тот керуючи кр п и п и
Ми Ге а х1995 . ї7ач 2399 599.7 797
Конпентрація лимонної кислоти (Г/Л) -товгФа влоє Ї бою і блю ї слоа вро и ооо з 912 я аа мн ФА озза і 0.728 | вав: | еззв ов : ві55 І вояа зініж заг ФА і о30 Н зва і ов2а Її в.з Бої Н о232 і олев ном вок пед їева І 720 | «516 Й 3252 1522 і свва : аз сет ВА, з-вож ! 2528 Й 2-52 і зав 2554 о.ога і вдо
Фіг, 10;
Ї зі : Дощ ще 2
Зміна якості обробки поверхні при 7171915 А/Мм
ІВ . і г зон
Н 3 " (22 . іі "- -
Й " 7 ча вх фр я юн сії, . шпон КВ 72 я й щі" т ! не т-к зідня тослстннняожожо нд Пссия 7 їв
З : о Ви
І о. й
Н г « Я -- ке : о Ж " пп ; боовожох хх : Шк пеки, ін НД і -- - п ш ж
Н т й - зт т
Еш фк ож - й - - д - з
І З ' р кн з : 9 сикоє Ех - 5 ож ' да ' , т : у й ' па 4 а ж є Є . я Я: Й : ре -45056 7 Ж ще - 5 Н я. '
ОВ | / ДИ :
ГЕ ше Я 1 а У Зх 8. наз 2759959 вач 797 ! Шк Концентрація лимонної кислоти (г/я) в
Ро бле занп ев лхажк аж ; «й і влж Н ва ї 23 ТЕ ж "один хаб тод КО лввах -ак в Ї сЗз5лж ї -Бі аз Тож КОолавах зях рота хзюнаєьАО 0 сзежаю «вала . ват 7 важ ! «важ Е вах -в.зм
Код ваталеК й слиз Н яви 7 стаю Н вили Що свбалє и ва. з двзаж
КО остан гад, -із5.7к ; ввлк | зітю ї -в8вах 7 ьо -255.ах -зввох і
Фіг. 108 клею пері конт зак з ман п іх спачнтіх 7 нн ї х | щ | І г | Ш ана мини ре дчкджлнтнтя
Панна олова сонна нано ванинінням ен сне течуть ак чиінь и чт Й ши ши
Фіг. (Рівень техніки) : ков - рення рнн пон Щ
Фіг. 12
Claims (15)
1. Спосіб модуляції тріщин в поверхні заготовки з кольорового металу, що включає стадії, на яких: піддають поверхню впливу ванни з водним розчином електроліту, що включає карбонову кислоту з концентрацією від приблизно | г/л до приблизно 982 г/л 1 фторидну сіль з концентрацією від приблизно 1 г/л до приблизно 360 г/л 1 що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти; підключають заготовку до анода джерела живлення постійного струму і занурюють катод джерела живлення постійного струму у ванну; пропускають через ванну струм, менший ніж приблизно 255000 ампер на квадратний метр; підтримують струм протягом часу, достатнього для скруглення дна тріщин; 1 переривають струм і виймають заготовку з ванни до того, як поверхня заготовки віддалиться до рівня дна тріщин.
2. Спосіб за пунктом І, причому карбонова кислота вибрана з групи, яка складається з мурашиної кислоти, оцтової кислоти, пропіонової кислоти, масляної кислоти, валеріанової кислоти, капронової кислоти, енантової кислоти, каприлової кислоти, пеларгонової кислоти, капринової кислоти, лауринової кислоти, пальмітинової кислоти, стеаринової кислоти і лимонної кислоти.
3. Спосіб за пунктом 2, причому карбонова кислота являє собою лимонну кислоту.
4. Спосіб за будь-яким з пунктів 1-3, причому фторидна сіль вибрана з групи, яка складається з фторидів лужних металів, фторидів лужноземельних металів, фторидів амонію, сполук, що травлять силікати, 1 їх поєднань.
5. Спосіб за пунктом 4, причому фторидна сіль являє собою гідродифторид амонію.
6. Спосіб видалення оксиду металу з поверхні підкладки заготовки з кольорового металу, що включає стадії, на яких: піддають поверхню впливу ванни з водним розчином електроліту, що включає карбонову кислоту з концентрацією від приблизно | г/л до приблизно 180 г/л 1 фторидну сіль з концентрацією від приблизно 1 г/л до приблизно 120 г/л 1 що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти; регулюють температуру ванни, що менша або дорівнює приблизно 85 "С; підключають заготовку до анода джерела живлення постійного струму і занурюють катод джерела живлення постійного струму у ванну; 1 пропускають через ванну струм, менший ніж приблизно 255000 ампер на квадратний метр.
7. Спосіб за пунктом 6, причому карбонова кислота вибрана з групи, що складається з мурашиної кислоти, оцтової кислоти, пропіонової кислоти, масляної кислоти, валеріанової кислоти, капронової кислоти, енантової кислоти, каприлової кислоти, пеларгонової кислоти, капринової кислоти, лауринової кислоти, пальмітинової кислоти, стеаринової кислоти 1 лимонної кислоти.
8. Спосіб за пунктом 7, причому карбонова кислота являє собою лимонну кислоту.
9. Спосіб за будь-яким з пунктів 6-8, причому фторидна сіль вибрана з групи, що складається з фторидів лужних металів, фторидів лужноземельних металів, фторидів амонію, сполук, що травлять силікати, 1 їх поєднань.
10. Спосіб за пунктом 9, причому фторидна сіль являє собою гідродифторид амонію.
11. Спосіб видалення альфа-оболонки з поверхні підкладки заготовки з титану або титанового сплаву, що включає стадії, на яких: піддають поверхню впливу ванни з водним розчином електроліту, що включає карбонову кислоту з концентрацією від приблизно | г/л до приблизно 180 г/л 1 фторидну сіль з концентрацією від приблизно 1 г/л до приблизно 120 г/л 1 що має не більше ніж приблизно 3,35 г/л сильної кислоти; регулюють температуру ванни, що менша або дорівнює приблизно 85 "С; підключають заготовку до анода джерела живлення постійного струму і занурюють катод джерела живлення постійного струму у ванну; 1 пропускають через ванну струм, менший ніж приблизно 5000 ампер на квадратний метр.
12. Спосіб за пунктом 11, причому карбонова кислота вибрана з групи, що складається з мурашиної кислоти, оцтової кислоти, пропіонової кислоти, масляної кислоти, валеріанової кислоти, капронової кислоти, енантової кислоти, каприлової кислоти, пеларгонової кислоти, капринової кислоти, лауринової кислоти, пальмітинової кислоти, стеаринової кислоти 1 лимонної кислоти.
13. Спосіб за пунктом 12, причому карбонова кислота являє собою лимонну кислоту.
14. Спосіб за будь-яким з пунктів 11-13, причому фторидна сіль вибрана з групи, що складається з фторидів лужних металів, фторидів лужноземельних металів, фторидів амонію, сполук, що травлять силікати, і їх поєднань.
15. Спосіб за пунктом 14, причому фторидна сіль являє собою гідродифторид амонію.
Адпеоив еІесігоЇуїе воїшоп мцв сцтіс асій вітепрів іп Ше гапре ої ароші 1.6 »/І, о арош 982 в/І, апа аттопішт БіЙпогіде (АВЕ) мий еПесихе вітепеій апа 15 ргасисаПЦу їтее ої вігопе, асід.
Те тешодв5» ої вштасе теаптенпі ої а поп-Теттои5 тега! жогКріесе іпсІйде ехровіпе, Ше зштіасе іо Ше рай ої адпеоив еІесігоЇуте воїшоп мив сітіс асід вігепрів Іе55 Шап ог едиа! (о абоші 300 в/І, апа аттопіши БІШиогіде ж 5ітепрій ртеа(ег Фап ог едша! о абоші 10 в/І,, апа хуй по тоге Фап абош 3.35 »/І. ої вігопе, асій, (етрегайте адуривипепі ої фе Бай ПіеБег ог едпа! о абош 54 С, соппесипе (Ше могКріесе 0 (Ше аподе ої ОС рохег вирріу апа іттетгвіпе Ше ОС рохег вирріу сашфоде шо (Пе Баф, апа раввіпе сштепі гошпа (пе Баф.
Водньій раствор злектролита, включающий лимонную кислоту с концентрацией в диапазоне от приблизительно 1,6 г/л до примерно 982 г/л и гидродифторид аммония (ГФА) с зффективной концентрацией и практически не содержит сильной кислоть.
Способьї обработки поверхности заготовки из цветньїх металлов включают воздействиеє на поверхность ванньі с водньім раствором злектролита, включая лимонную кислоту с концентрацией, меньшей или равной примерно 300 г/л, и гидродифторид аммония с концентрацией, большей или равной примерно 10 г/л, и имеет не более чем примерно 3,35 г/л сильной кислотьї, регулировку температурь: ванньі которая больше или равна примерно 547С, подключение заготовки к аноду источника питания постоянного тока и погружение катода источника питания постоянного тока в ванну и пропускание тока через ванну.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2010/057687 WO2012071030A1 (en) | 2010-11-22 | 2010-11-22 | Electrolyte solution and electrochemical surface modification methods |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA108138C2 true UA108138C2 (uk) | 2015-03-25 |
Family
ID=46063307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201307891A UA108138C2 (uk) | 2010-11-22 | 2010-11-22 | Розчин електроліту і електрохімічні способи модифікації поверхні |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120125787A1 (uk) |
| JP (1) | JP5913349B2 (uk) |
| KR (3) | KR20170138575A (uk) |
| EA (2) | EA024812B1 (uk) |
| RU (2) | RU2561549C2 (uk) |
| UA (1) | UA108138C2 (uk) |
| WO (1) | WO2012071030A1 (uk) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3269848B1 (en) * | 2016-07-13 | 2019-09-11 | Airbus Defence and Space GmbH | A method for the surface finishing of metals and alloys |
| KR102410936B1 (ko) | 2017-04-04 | 2022-06-20 | 현대자동차주식회사 | 차량 모터 제어 장치 및 방법 |
| EP3640372A1 (de) * | 2018-10-18 | 2020-04-22 | Hirtenberger Engineered Surfaces GmbH | Verfahren zum entfernen von metallischen stützstrukturen an einem additiv gefertigten metallbauteil |
| IT202100025232A1 (it) * | 2021-10-01 | 2023-04-01 | T A G Srl | Metodo di rimozione di un rivestimento di barriera termica ceramica |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4220509A (en) * | 1979-07-30 | 1980-09-02 | Karyazin Pavel P | Electrolyte for electrochemical polishing of articles made of titanium and titanium alloys |
| SU876808A1 (ru) * | 1979-11-29 | 1981-10-30 | Харьковский Государственный Педагогический Институт Им.Г.С.Сковороды | Раствор дл электрохимического полировани изделий из ниоби |
| SU1059937A1 (ru) * | 1982-05-11 | 1986-02-07 | Организация П/Я В-2108 | Способ обработки поверхности молибдена |
| RU1225282C (ru) * | 1983-11-21 | 1995-10-20 | Московский электроламповый завод | Раствор для электрохимического травления молибдена и его сплавов |
| SU1236018A1 (ru) * | 1984-08-09 | 1986-06-07 | Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | Раствор дл электрохимической обработки титана и его сплавов |
| SU1236081A1 (ru) * | 1984-12-17 | 1986-06-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Способ изготовлени греющего щита опалубки |
| JPS63195300A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-12 | Mitsubishi Metal Corp | ジルコニウムおよびジルコニウム合金の電解研摩用電解液 |
| WO1990000476A1 (en) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | The Regents Of The University Of California | Planarized interconnect etchback |
| RU2046158C1 (ru) * | 1990-08-17 | 1995-10-20 | Акимов Евгений Николаевич | Способ анодной обработки заготовок из легированной и высоколегированной стали |
| US5417819A (en) * | 1994-01-21 | 1995-05-23 | Aluminum Company Of America | Method for desmutting aluminum alloys having a highly reflective surface |
| US5567300A (en) * | 1994-09-02 | 1996-10-22 | Ibm Corporation | Electrochemical metal removal technique for planarization of surfaces |
| FR2795433B1 (fr) * | 1999-06-25 | 2001-08-31 | Org Europeene De Rech | Composition de bain pour le polissage electrolytique du titane, et son procede d'utilisation |
| JP3484525B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2004-01-06 | 株式会社ケミカル山本 | ステンレス鋼表面の清浄、不動態化処理方法 |
| RU2227818C1 (ru) * | 2002-11-28 | 2004-04-27 | Костромской государственный технологический университет | Способ электрохимического полирования серебра и его сплавов импульсным током |
| DE10259934B3 (de) * | 2002-12-20 | 2004-10-14 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Niob oder Tantal durch elektrochemisches Ätzen und so erhältliche Formteile |
| KR20040059132A (ko) * | 2002-12-28 | 2004-07-05 | 주식회사 포스코 | 우수한 내식성 및 용접성을 갖는 도금강판 및 이에사용되는 도금용액 |
| KR100680255B1 (ko) * | 2003-11-24 | 2007-02-09 | 신홍섭 | 마그네슘 및 마그네슘 합금의 친환경적 표면처리방법 |
| WO2006039983A1 (de) * | 2004-09-25 | 2006-04-20 | Chemetall Gmbh | Verfahren zur entfernung von laserzunder |
| KR20070006061A (ko) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | 한국아이디켐주식회사 | 금속 세정제 |
| JP2007231413A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-09-13 | Chiaki Taguchi | ステンレス鋼の電解研磨法に用いる電解液 |
| DE102006047713B3 (de) * | 2006-10-09 | 2008-03-27 | Poligrat Gmbh | Elektropolierverfahren für Niob und Tantal und Elektrolyt |
| RU2373306C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов |
| JP2009108405A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-05-21 | Ebara Corp | 基板を電解研磨する方法及び電解研磨装置 |
| KR100976787B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2010-08-18 | 남동화학(주) | 전기아연도금강판 제조용 하지도금용액으로서의철도금용액과 철도금용액이 하지도금액으로 도금된전기아연도금강판 및 그 제조방법 |
-
2010
- 2010-11-22 EA EA201390753A patent/EA024812B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-11-22 KR KR1020177034821A patent/KR20170138575A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-11-22 JP JP2013539807A patent/JP5913349B2/ja active Active
- 2010-11-22 KR KR1020177009740A patent/KR20170043668A/ko active Application Filing
- 2010-11-22 EA EA201501129A patent/EA036890B1/ru unknown
- 2010-11-22 RU RU2013128610/02A patent/RU2561549C2/ru active
- 2010-11-22 KR KR1020137016091A patent/KR20130126644A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-11-22 UA UAA201307891A patent/UA108138C2/uk unknown
- 2010-11-22 US US13/256,070 patent/US20120125787A1/en not_active Abandoned
- 2010-11-22 WO PCT/US2010/057687 patent/WO2012071030A1/en active Application Filing
-
2015
- 2015-07-01 RU RU2015126375A patent/RU2631575C2/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012071030A1 (en) | 2012-05-31 |
| RU2013128610A (ru) | 2014-12-27 |
| EA024812B1 (ru) | 2016-10-31 |
| JP2013543060A (ja) | 2013-11-28 |
| KR20130126644A (ko) | 2013-11-20 |
| KR20170138575A (ko) | 2017-12-15 |
| RU2015126375A (ru) | 2017-01-12 |
| JP5913349B2 (ja) | 2016-04-27 |
| RU2631575C2 (ru) | 2017-09-25 |
| EA201501129A3 (ru) | 2016-08-31 |
| US20120125787A1 (en) | 2012-05-24 |
| EA036890B1 (ru) | 2021-01-12 |
| KR20170043668A (ko) | 2017-04-21 |
| EA201501129A2 (ru) | 2016-04-29 |
| RU2561549C2 (ru) | 2015-08-27 |
| EA201390753A1 (ru) | 2014-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105420805B (zh) | 电解质溶液和电抛光方法 | |
| RU2563611C2 (ru) | Способ изготовления изделия из нержавеющей стали | |
| KR102191268B1 (ko) | 개선된 외관 및/또는 내마모성을 가진 양극처리된 알루미늄 합금 제품 및 이의 제조 방법 | |
| UA108138C2 (uk) | Розчин електроліту і електрохімічні способи модифікації поверхні | |
| EP1970473A2 (de) | Elektropolierverfahren für Titan | |
| DE10207632B4 (de) | Verfahren zum Plasmapolieren von Gegenständen aus Metall und Metalllegierungen | |
| KR20000011380A (ko) | 강선에인산염피막을형성하기위한방법및그것에사용된장치 | |
| CN105369340A (zh) | 一种钛合金抛光方法 | |
| Smyslova et al. | Surface electrolytic-plasma polishing of Ti-6Al-4V alloy with ultrafine-grained structure produced by severe plastic deformation | |
| US7807039B2 (en) | Electrolyte for electrochemically polishing metallic surfaces | |
| US20170051428A1 (en) | Electrolyte solution and electrochemical surface modification methods | |
| CN102449206A (zh) | 金属处理以形成表面层 | |
| US20030056807A1 (en) | Method for cleaning and passivating a metal surface | |
| US20050173258A1 (en) | Method for electrolytic polishing of dental instruments made of nickel-titanium alloy | |
| JP7448859B2 (ja) | チタン材 | |
| EP2366809B1 (en) | Titanium material and method for producing titanium material | |
| EP1138793A2 (de) | Aluminiumlegierung zum Herstellen von Präzionsteilen durch spanabhebende Formgebung und zum Erzeugen von extrem | |
| JP2002069565A (ja) | 耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼及びその製造方法 | |
| US20090038959A1 (en) | Highly Pure Stainless Steel Process | |
| CN117187796A (zh) | 一种镁合金表面涂层及其制备方法 | |
| EA047732B1 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования поверхности изделий из титановых и никель-титановых сплавов | |
| JP2006169571A (ja) | 電解コンデンサ用アルミニウム箔及びその製造方法 | |
| CN118461099A (zh) | 一种钛及钛合金的阳极氧化电解着色工艺 | |
| WO1999013134A1 (en) | A procedure for electrochemical polishing of an aluminium substrate to obtain a specular surface thereof | |
| JPS6112899A (ja) | 異種粒子を含む金属材料の電解研磨方法 |