Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб електрохімічної дезактивації металевих деталей, включаючий обробку в рухомому кислотному електроліті, який відрізняється тим, що в кислотний електроліт добавляють 0,3-0,5 г/л бікарбоната амонію і 0,1-0,2 г/л трилона Б, анодну обробку деталей здійснюють в полі постійного струму щільністю JA=1-3А/дм2, частотою 50 Гц, а в склад електроліта вводять твердий наповнювач у вигляді нерозчинних струмонепровідних керамічних гранул при співвідношенні деталей, керамічних гранул і електроліта /мас. %/ 1:1:1.

Текст

Спосіб електрохімічної дезактивації металевих деталей, включаючий обробку в рухомому кислотному електроліті відрізняє ться тим, що в кислотний електроліт добавляють 0,3-0,5 г/л бікарбоната амонію і 0,1-0,2 г/л трилона Б, анодну обробку деталей здійснюють в полі постійного струму щільністю IА=1-3 А/дм 2, частотою 50 Гц, а в склад електроліта вводять твердий наповнювач у вигляді нерозчинних струмонепровідних керамічних гранул при співвідношенні деталей, керамічних гранул і електроліта (мас.%) 1:1:1. (19) (21) 97094466 (22) 02.09.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Джемелінський Віталій Васильович, Селіверстов Анатолій Євгенович, Богомол Іван Васильович, Оберемок Олександр Федорович, Прус Олексій Іванович, Деміда Петро Павлович (73) HАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 28721 твердий гранульований абразив 5, джерела постійного струму 6, катод 7. Процес дезактивації проводять таким чином: забруднені деталі та гранульований твердий абразив розміром 3-15 мм в масовому співвідношенні 1:1 завантажують насипом в перфорований електролізер на 80% по об'єму. Завантажений електролізер занурюють в контейнер з електролітом складу: (3-5 г/л) Н8С6О7+(0,3-0,5 г/л) NН4НСО3+ +(0,1-0,2 г/л) трилон Б таким чином, щоб деталі були повністю покриті електролітом, що відповідає співвідношенню деталей, абразиву і електроліту (мас.%) 1:1:1. На електролізер подається постійний струм анодної щільності ІА=1-3 А/дм 2 частотою 50 Гц і електролізеру надають обертового руху. При цьому здійснюється одночасно анодне розчинення забруднень і механічне руйнування, зняття та видалення забруднень з поверхні анода, згладжування мікровиступів і поліпшення мікрорельєфу очищеної поверхні. В запропонованому способі за рахунок кількості деталей при одноразовому завантаженні, а також одночасній рівномірній обробці усіх поверхонь незалежно від форми шляхом анодного розчинення та механічної дії робочого середовища на забруднені деталі збільшується продуктивність 24 рази у порівнянні з відомим способом. При цьому виключається необхідність в закріпленні та орієнтації деталей, а також в пристроях для примусового прокачування електроліту в наслідок інтенсивного перемішування робочого середовища при обертанні електролізера та механічного зняття продуктів анодного розчинення за допомогою твердого керамічного наповнювача у вигляді струмонепровідних гранул бага торазового використання (SiC, Al 2O3 , BNC). Результати експериментальної перевірки властивостей водних електролітів, до складу яких входить 3-5 г/л лимонної або щавлевої кислоти плюс 0,5 г/л бікарбонату амонію та 0,1-0,2 г/л трилону Б, визначені відомими методиками та приведені в табл. 1. Для порівняння в табл. 1 приведені також властивості електролітів, до складу яких входять лимонна або щавлева кислота 3-5 г/л з добавкою 0,1-0,2 г/л трилону Б. Із табл. 1 видно, що електроліти № 1 і № 2 володіють кращими поверхнево-активними властивостями та хорошою електропровідністю в порівнянні з електролітами № 3 і № 4, невміщуючих добавок амонійної солі. Компоненти електролітів є доступними і виробляються вітчизняною промисловістю. При вказаних в складах № 1 і № 2 концентраційних межах компонентів досягається позитивний ефект електрохімічної анодної очистки деталей із чорних і кольорових металів шляхом анодної обробки у приведених електролітах при анодній щільності струму ІА=1-3 А/дм 2 часто тою 50 Гц (на відміну від відомого способу 300-400 Гц), та при введенні до складу електроліту нерозчинних керамічних струмонепровідних твердих гранул, наприклад, із a-Al2O3 , SiC, BNC розміром 3-15 мм і з співвідношенням керамічних гранул електроліту та деталей мас.% 1:1:1 (табл. 2) при обертанні електролізера із швидкістю 15 об/хв. Експериментально встановлено, що при відхиленні в складах № 1 і № 2 нижче вказаних меж компонентів значно зменшується швидкість дезактивації та збільшується необхідний час для ефективної очистки (табл. 2). Перевищення концентрації компонентів вище верхніх меж вказаних в складах № 1 і № 2 не приводить до помітного підвищення ефективності видалення забруднень, а додаткові витрати компонентів більше необхідних для ефективної дезактивації недоцільні (табл. 2). Оптимальними межами для анодної щільності струму, при яких досягається позитивний ефект дезактивації поверхні забруднених деталей із вуглецевих сталей в електроліті № 1, є 1-2,5 А/дм 2 частотою 50 Гц і обертанні електролізера із швидкістю 15 об/хв при використанні в складі електроліту твердих керамічних гранул 50 об.% (3-10 мм) плюс 50 об.% (10-15 мм) та масовому співвідношенні деталей керамічного наповнювача та електроліту (ваг.%) 1:1:1 (табл. 2). Відхилення анодної щільності струму від вказаної меншої межі в меншу сторону, наприклад 0,9 А/дм 2, приводить до появи на деталях матових плям, а відхилення анодної щільності струму в більшу сторону від вказаної межі до видимого підвищення ефективності дезактивації не приводить, крім того на деталях складної форми з'являються окремі точкові дефекти. Лимонна, щавлева кислота, бікарбонат амонію та трилон Б виконують роль ефективних комплексоутворювачів з утворенням комплексних з'єднань із радіоактивними оксидними забрудненнями, які добре розчиняються у воді. Їх присутність у водних розчинах підвищує розчинність радіонуклідних забруднень від n·10-7 до n·10-3 КИ/л, як в кислих, так і лужних середовищах. З табл. 1 видно, що добавка бікарбонату амонію суттєво впливає на збільшення електропровідності електролітів № 1 і № 2. Співвідношення деталей гранульованого керамічного твердого наповнювача та електроліту 1:1:1 при оптимальному завантаженні електролізера на 80% по об'єму забезпечує найбільш інтенсивне рівномірне зняття усіх видів забруднень шляхом механічної дії та здійснюють їх повне видалення з поверхні деталей при цьому 100% очистку досягають за 2-6 хв анодної обробки забруднених деталей в електроліті складу № 1 при анодній щільності струму 1-2,5 A/дм 2 частотою 50 Гц. При меншому співвідношенні твердих керамічних гранул і деталей, наприклад 0,9:1:1, деталі співударяються між собою і на їхній поверхні з'являються дефекти у вигляді вм'ятин. При більшому співвідношенні керамічних гранул, наприклад 1,1:1:1, зменшується продуктивність на 10%. При зменшенні в співвідношенні кількості електроліту, наприклад 1:1:0,9, збільшується час дезактивації на 10-15%. Збільшення кількості електроліту від вказаної межі є економічно недоцільним, тому що суттєво го зменшення часу на обробку не досягається. При коефіцієнті завантаження електролізера на 80% деталями, наповнювачем і електролітом забезпечується оптимальна контактна взаємодія і рівномірне перемішування наповнювача з оброблюваними виробами в усьому об'ємі завантаження 2 28721 та досягається позитивний ефект очистки за короткий час (табл. 2). При відхиленні об'єму завантаження в той чи інший бік від вказаної межі інтенсивність обробки зменшується в зв'язку з порушенням контактної взаємодії та траєкторії руху робочого середовища та здійснюється при цьому нерівномірне перемішування в об'ємі робочого середовища. Зменшення розміру гранул менше 3 мм призводить до їхнього руйнування в процесі механічної взаємодії і співударів з оброблюваними деталями. Збільшення розмірів гранул більше 15 мм не приводить до суттєвого підвищення інтенсифікації процесу очистки. Результати експериментальної перевірки запропонованого технічного рішення на забруднених суцільних щільних і нерівномірних по товщині 2040 мкм корозійними відкладеннями на зразках і деталях із сталі 50 (HRC 52) складної конфігурації та отворами малого діаметра (2-3 мм) на різних режимах обробки ІА=0,9-3 А/дм 2, складах електроліту, різних обертах електролізера вміщуючого забруднені деталі, керамічні тверді гранули і електроліт в співвідношенні 1:1:1 приведені в табл. 2. Із даних табл. 2 витікає, що позитивний ефект дезактивації при добрій якості поверхні (полірована, дзеркальна) забезпечується при частоті обертання електролізера 10-15 об/хв при обробці в електроліті складу № 1 при анодній щільності струму 1,5-2,5 А/дм 2 і розмірному співвідношенні керамічних гранул 50 об.% (3-10 мм) плюс 50 об.% (10-15 мм). Оптимальною частотою обертання електролізера рекомендується прийняти 15 об/хв, тому що збільшення частоти обертання до 20 об/хв не дає суттєвого скорочення часу на обробку. Реалізація запропонованого способу дезактивації дозволяє з використанням простих по складу та незначних концентраціях електролітів № 1 і № 2 (табл. 1), нескладних технологічних пристроях спростити та здешевити процес ефективної очистки забруднених деталей від усіх видів забруднень, значно поліпшити якість оброблюваної поверхні шляхом зниження в 3-4 рази шорсткості мікрорельєфу та підвищення на 10-20% експлуатаційних властивостей очищених деталей, та продуктивності процесу в 2-4 рази в порівнянні з відомими способами. Запропонований спосіб здійснюють при незначних щільностях анодного струму ІA=1-3 А/дм 2 частотою 50 Гц, що вигідно відрізняє запропонований спосіб від відомого, в якому використовується для дезактивації струм з підвищеною частотою (300400 Гц). Це потребує допоміжних пристроїв, крім того в запропонованому способі відпадає необхідність в примусовій прокачці електроліту в порівнянні з відомим, де прокачування електроліту обов'язкове, тому що при інтенсивному рівномірному перемішуванні електроліту, деталей та керамічного наповнювача знімаються всі види поверхневих забруднень. Таблиця 1 Склад і властивості електролітів № складу 1 2 3 4 Склад електроліту, г/л 3-5 C8H7O6+0,3-0,5 NH4HCO3 0,1-0,2 трилон Б 3-5 C2H2O4+0,3-0,5 NH4HCO3 0,1-0,2 трилон Б 3-5 C8H7O6+ 0,1-0,2 трилон Б 3-5 C2H2O4+ 0,1-0,2 трилон Б рН Піноутворення, Ао , % 3-3,5 Кут змочування Сталь Х18Н9Т Титан ВТ-1 Латунь Л-59 Поверхневий натяг, Н/м, s·103 Струмопровідність, х·(Ом·см)-1 1 20 31 27 18 0,124 2,5-3 1,5 25 33 30 24 0,113 2,6-2,8 1 27 35 31 23 0,080 2,2-2,5 1,5 30 37 34 29 0,091 3 28721 Таблиця 2 Вплив складу робочого середовища та режимів обробки на інтенсивність електрохімічної дезактивації деталей із вуглецевої сталі 50 Розмір гранул, (мм) 50% (3-10)+ +50% (10-15) № складу 1 Склад електроліту, г/л 3H8C7O6 + +0,3NH4HCO3+ +0,1 трилон Б Час 100% очистки Частота обертання електролізера, об/хв 10 15 20 5,5 5,0 4,9 4,9 4,8 4,8 4,5 4,5 4,3 3,8 3,4 3,5 3,5 3,0 3,0 Щільність струму, А/дм 2 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 Стан поверхні після обробки матова чиста матова чиста світла світла світла світла з точковими дефектами матова світла світла світла світла світла з точковими дефектами 3,0 50% (3-10)+ +50% (10-15) 50% (3-10)+ +50% (10-15) 1 1 1 2,9H8C7O6 + +0,5NH4HCO3+ + 0,1 трилон Б 5H8C7O6 + +0,3NH4HCO3+ +0,1 трилон Б 5H8C7O6 + +0,5NH4HCO3+ +0,1 трилон Б 5,5H8C7O6 + +0,5NH4HCO3+ +0,1 трилон Б 5,5H8C7O6 + +0,3NH4HCO3+ +0,1 трилон Б 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 4,8 4,5 4,0 3,5 3,0 4,5 4,0 3,8 3,5 2,8 4,5 4,4 3,9 3,4 2,9 2,8 2,6 2,5 2,5 3,9 3,3 3,4 світла з матовими плямами 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,2 4,0 3,3 3,0 2,0 1,8 4,2 3,3 3,0 2,4 2,1 2,0 1,6 1,7 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 3,7 3,2 2,6 2,1 1,6 3,8 3,2 2,5 2,0 1,5 4,0 3,5 2,7 2,1 1,5 3,0 50% (3-10)+ +50% (10-15) 1* 3H8C7O6 + +0,5NH4HCO3+ +0,1 трилон Б 3,4 3,0 50% (3-10)+ +50% (10-15) 1 3,3 3,0 50% (3-10)+ +50% (10-15) 3,3 1,4 1,3 1,5 світла з матовими плямами світла блискуча полірована блискуча полірована блискуча полірована світла з точковими дефектами світла з матовими плямами світла блискуча полірована блискуча полірована блискуча полірована світла з точковими дефектами 2,5 1,3 1,2 1,3 блискуча 2,5 2,1 1,7 2,0 блискуча 4 28721 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 5

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Рпаў±б

Автори англійською

Dzhemelinskyi Vitalii Vasyliovych, Seliverstov Anatolii Yevhenovych, Bohomol Ivan Vasyliovych, Oberemok Oleksandr Phedorovych, Prus Oleksii Ivanovych, Demida Petro Pavlovych

Назва патенту російською

Рпаў±б

Автори російською

Джемелинский Виталий Васильевич, Селиверстов Анатолий Евгеньевич, Богомол Иван Васильевич, Оберемок Александр Федорович, Прус Алексей Иванович, Демида Петр Павлович

МПК / Мітки

МПК: G21F 9/28

Мітки: дезактивації, спосіб, деталей, електрохімічної, металевих

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-28721-sposib-elektrokhimichno-dezaktivaci-metalevikh-detalejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб електрохімічної дезактивації металевих деталей</a>

Подібні патенти