Електроліт для хімічного фрезерування алюмінію та його сплавів

Електроліт для хімічного фрезерування алюмінію та його сплавів на основі гідроксиду натрію та алюмінію, який відрізняється тим, що до складу додатково введено метасилікат натрію в такому співвідношенні компонентів, г/л: гідроксид натрію 160-250 алюміній 15-30 метасилікат натрію 8-30 вода решта. (19) (21) u201006990 (22) 07.06.2010 (24) 10.11.2010 (46) 10.11.2010, Бюл.№ 21, 2010 р. (72) ЛУКАЩУК ТЕТЯНА СЕРГІЇВНА, ЛАРІН ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В.Н. КАРАЗІНА 3 Таким чином недоліками найближчого аналогу є нестійкість електроліту, яка з часом призводить до уповільнення швидкості травлення алюмінію та його сплавів, висока собівартість виробництва, шкідливість для здоров'я персоналу фторида калію, а також складність у знешкодженні та утилізації відпрацьованого електроліту. Технічною задачею корисної моделі є створення електроліту для хімічного фрезерування алюмінію та його сплавів зі зниженням концентрації шкідливих компонентів за умов отримання високої якості поверхні, що обробляється, та з метою вирішення практичної задачі економії матеріалів, охорони навколишнього середовища та покращення умов праці на ділянках травлення. Поставлена задача досягається тим, що у відомому електроліті травлення [3] замість інтенсифікуючих добавок фториду калію, персульфату амонію та тіосульфату натрію вводять метасілікат натрію в якості добавки, що сприяє стабілізації розчину та підвищенню швидкості травлення, в такому співвідношенні компонентів, г/л: гідроксид натрію 160-250, алюміній 15-30, метасілікат натрію 8-30, вода решта. Як показали наші дослідження, введення метасілікату натрію в указаному інтервалі концентрацій, здійснює активуючий вплив на процес розчинення алюмінію та його сплавів завдяки утворенню алюмокремнієвих комплексів та покращенню змочуваності поверхні, що дозволяє підтримувати швидкість травлення на досить високому рівні в електроліті, що містить меншу кількість лугу. Це зменшує в'язкість травильного розчину, що забезпечує відвід продуктів травлення від оброблюваної поверхні та одночасно доставку реагентів в зону реакції. Процес травлення відбувається більш рівномірно і якість оброблюваної поверхні покращується. Використання запропонованого електроліту для хімічного фрезерування алюмінію та його сплавів дозволяє проводити регенерацію 54537 4 лише доданням рідкого скла, яке не містить іонів, відмінних від тих, що входять до складу електроліту. Це дозволяє стабілізувати якісний і кількісний склад в процесі регенерації. Таким чином, технічним результатом корисної моделі є створення електроліту зі зменшеною концентрацією гідроксиду натрію, що не містить шкідливих добавок, дозволяє підтримувати високу швидкість розчинення металу та отримувати високу якість оброблюваних поверхонь. Ці істотні переваги електроліту сприяють охороні навколишнього середовища. Іншою відзнакою корисної моделі є можливість регенерації електроліту, а також утилізації відпрацьованого електроліту у виробництві форм для точного модельного лиття [4]. Приклад реалізації корисної моделі. Для хімічного фрезерування алюмінію та його сплавів готували електроліти, кожний з яких містив відповідно, г/л: гідроксид натрію 160, 190, 250; алюміній 15, 29, 35; метасілікат натрію 8, 19, 30; вода решта. Кожен розчин готували наступним чином: гідроксид натрію розчиняли у воді і до отриманого розчину додавали алюміній та метасілікат натрію. У зазначених електролітах проводили хімічне фрезерування алюмінієвих сплавів Д-16 та В-95 при температурі 60-75 °С з подальшою регенерацією розчину. З метою отримання порівняльних даних проводили хімічне фрезерування тих же алюмінієвих сплавів в розчині за прототипом. Узагальнені результати наведено в таблиці. Аналіз отриманих даних показує, що збільшення концентрації лугу NaOH до 250 г/л приводить до зниження класу чистоти поверхні, що обробляється. Вміст лугу NaOH менше 160 г/л значно уповільнює розчинення алюмінієвого сплаву. Вміст алюмінію в розчині більше 30 г/л та менше 15 г/л погіршує якість оброблюваної поверхні. 5 54537 6 Таблиця. Швидкість травлення, мм/час Склад травильного розчину,г/л Клас чистоти поверхні, що обробляється до регенерації Відомий (прототип) NaOH Аl K Na2S2O3F (NH4)2S2O8 NaOH Al Na2SiO3 NaOH Al Na2SiO3 NaOH Al Na2SiO3 NaOH Al Na2SiO3 300 15 8 30 18 160 15 8 190 29 19 250 35 30 250 30 38 після регенерації до травлення після травлення 3.00 6 4 2.83 2.83 6 6 2.85 2.85 6 7 3.10 3.10 6 5 3.05 3.05 6 5 Збільшення кількості метасілікату натрію Na2SiO3 до 30 г/л і більше приводить до зменшення швидкості травлення і виникненню загрози утворення осаду алюмосілікатів в травильній ванні, а зниження вмісту Na2SiO3 до 8 г/л погіршує якість оброблюваної поверхні. Джерела інформації 1. Попилов Л.Я., Трактирова Т.В. Химические и электрохимические способы травления поверх Комп’ютерна верстка І.Скворцова ностей деталей и изделий в судостроении. - Л.: ЦНИИ «Румб», 1974. - С. 56. 2. Алюминиевые сплавы. Применение алюминиевых сплавов. Справочное руководство. - М.: Металлургия, 1973. - С. 356. 3. А. С. СССР № 322423, кл. C24F 1/04 - Опубликован в БИ № 36, 1971. 4. Мир художественного литья: история технологии /Н.И. Бех [и др.]; ред. В.А. Васильев. - М.: УРСС, 1997. - 261 с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601