1.5 Обработка циркония и его сплавов

С целью улучшения качества обработанной поверхности и снижения кор-розионной активности электролит представляет собой водно-органический раствор неорганических солей, мас. %: хлорид щелочного металла 5-8, нит-рит щелочного металла 0,5-1,0 изомер пропилового спирта 20-30, приготав-ливаемый путём растворения компонентов в воде. В качестве изомера пропи-лового спирта применяется изопровиловый спирт. 1 з.п. ф-лы [8].

Раздельное присутствие нитрита щелочного, металла и спирта (н.- или изопропилового) не приводит к желаемым результатам. Уменьшение или увеличение концентрации нитрита натрия или калия и хлорида натрия или калия приводит к yxyдшению качества обработанной поверхности, а увели-чение или уменьшение концентрации пропилового или изопропилового спирта, кроме того, приводит к нежелательным изменениям физикохимичес-ких свойств раствора электролита [9].

2 Электролиты, применяемые при различных операциях. Рабочая температура

Основные разновидности электро-химических станков в зависимости от применяемых операций [1]:

- копировально-прошивочные,

- для контурной обработки,

- для обработки пера лопаток,

- для обработки тел вращения,

- для удаления заусенцев,

- устройства для маркировки,

- для комбинированной обработки с использованием ЭХО.

Состав электролита определяют исходя из необходимой производитель-ности и назначения данного процесса ЭХО, точности и качества обработки. Так, при электрохимическом полировании деталей из Ст 3 применяют вод-ные растворы фосфорной Н₃Р0₄ или серной H₂S0₄ кислот с добавлением в них хромового ангидрида СrО₃, а при электрохимическом формообразовании из-делий из той же стали, когда необходимо выдержать размеры и форму с за-данной точностью, используют водные растворы азотнокислого натрия NaNO₃. В первом случае необходимо обеспечить малую шероховатость поли-руемой поверхности при относительно минимальной производительности процесса, во втором случае, наоборот, требуется достичь высокой производи-тельности при сравнительно малой шероховатости обрабатываемой поверх-ности.

При анодно-механической обработке, когда обрабатываемые участки заго-товки необходимо предохранить от анодного растворения, применяют элект-ролиты, образующие стойкие к анодному растворению пленки. Например, при анодно-механической отрезке в качестве электролита используют вод-ный раствор силиката натрия (жидкое стекло), который образует на необра-батываемых поверхностях заготовки стойкую к анодному растворению плён-ку; при этом высокая производительность процесса обеспечивается эрозион-ным разрушением обрабатываемого металла. Для получения более малой, чем при отрезке, шероховатости и достаточной точности размеров при мини-мальном слое удаляемого металла используют водные растворы сернокисло-го натрия Na₂SO₄.

При электрохимическом травлении используют электролиты на основе со-лей, щелочей и кислот с незначительной концентрацией их в воде. Так, при травлении углеродистых сталей применяют электролит, содержащий в 1 л во-ды 10 г соляной кислоты, 50 г хлористого натрия и 150 г хлористого железа. Для травления легированных сталей используют водный раствор серной кис-лоты (100 г/л), а для травления титановых сплавов — водный раствор серной кислоты (200 г/л) с добавкой в него фтористого натрия (50 г/л). Следует от-метить, что применение электролитов с большей концентрацией может при-вести к образованию на поверхности детали оксидных плёнок, затрудняю-щих проведение процесса. При указанных составах и концентрациях опти-мальная рабочая температура приведённых электролитов лежит в пределах от 30 до 70 °С. Под рабочей температурой принято понимать температуру электролита, поступающего в зону обработки.

В состав электролита для электрохимического полирования алюминия и его сплавов входят фосфорная и серная кислоты и хромовый ангидрид в сле-дующем соотношении: первых двух компонентов — по 400 мл, а последнего — 60 г на 1 л воды. Рабочая температура такого электролита от 65 до 75 °С.

Для полирования меди и её сплавов в состав электролита вводят фосфор-ную кислоту (800 г/л) и бутиловый спирт (80 мл/л). Наибольший эффект об-работки достигается при рабочей температуре электролита от 18 до 30 °С. Полирование углеродистых сталей выполняют в электролите, в состав кото-рого входят 650 мл/л фосфорной и 150 мл/л серной кислот, а также 5 г/л хро-мового ангидрида; рабочая температура электролита 70…80 °С.

Электрохимическое абразивное полирование производят в водном раство-ре азотнокислого натрия. В зависимости от вида обрабатываемого материала концентрацию электролита изменяют в пределах от 10 до 20 %. Для механи-ческого удаления с обрабатываемых поверхностей оксидных плёнок в состав электролита дополнительно вводят абразивные порошки – например, оксид хрома.

Наиболее распространён при электрохимической жидкостно-абразивной обработке электролит, представляющий собой водный раствор хлористого натрия. Жидкостно-абразивная обработка протекает устойчиво при 10…15 %-ной концентрации его в воде. Однако, применение электролита понижен-ной концентрации может привести к коррозии деталей из конструкционных сталей. Для предотвращения этого в электролит вводят небольшую дозу так называемого ингибитора коррозии: глицерина, нитрита натрия или кальцини-рованной соды. Рабочая температура такого электролита около 30 °С. При электрохимической жидкостно-абразивной обработке деталей из алюминие-вых и медных сплавов в качестве электролита используют 15…20 %-ный раствор азотнокислого натрия, а при обработке деталей из сплавов на никеле-вой основе – 20 %-ный раствор сернокислого натрия.

Наиболее распространённые электролиты для размерного электрохими-ческого формообразования приведены в табл. 6. Указанные в ней значения концентраций электролитов могут изменяться в зависимости от требований к производительности или качеству обработки, но не превышать концентрации насыщения.

Электролиты для размерной ЭХО

Таблица 6

Компонент	Содержа-ние компо-нента в воде, %	Удельная электропровод-ность при 20 ºС, см/м	Область применения
Натрий азотнокислый NaNO3	30	0,1606	Обработка полостей ковочных штампов, пресс-форм и т. п.
Калий хлористый KCl	21	0,281	Формообразование отверстий
Натрий хлористый NaCl	25	0,2135	Обработка профиля пера турбинных лопаток
Аммоний азотнокислый NH4NO3	50	0,3633 (15 ºС)	Обработка полостей в деталях из перлитной стали
Соляная кислота HCl	10	0,6302	Формообразование отверстий небольшого диаметра
Азотная кислота HNO3	2	0,17	Отделочные операции заготовок из алюминиевых сплавов

Анодно-механическую отрезку выполняют обычно в электролите на осно-ве жидкого стекла Na₂Si0₃, содержание которого в воде обычно не превышает 30…40 %, рабочая температура электролита около 30 °С.

Электрохимическое шлифование производят с использованием водного раствора азотнокислого натрия 5…10 %-ной концентрации, в который добав-ляют 1…3 % азотистокислого натрия NaNO₂. Такой электролит применяют для электрохонингования и суперфиниширования деталей из различных ме-таллов. Рабочая температура электролита 25 °С [10].

Электролит при ЭХО должен образовывать с материалом заготовки хоро-шо растворимые в воде соединения. Помимо этого, важнейшими характерис-тиками электролита являются его вязкость и удельная электропроводность. При электрополировании электролиты должны обладать повышенной вяз-костью; при размерной обработке вязкость должна быть возможно низкой, чтобы обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление при проходе через малые рабочие зазоры. Следует учитывать, что при нагреве вязкость электролита снижается [13].