Электролит для электрохимического маркирования титановых сплавов
Сущность изобретения: электролит на основе водного раствора неорганической соли, в качестве неорганической соли в котором используют фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов в растворе, мас.%: фосфо-12- вольфрамат натрия 0,5-3; вода остальное. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 . В 23 Н 3/08
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :
1
I !
1 !.р
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901125/08 (22) 04.12,90 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 .(71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола и Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов (72) А.В.Нечаев, P.LU.Ильясов и Т.А.Глазырина (56) Авторское свидетельство СССР
М 1346362, кл. В 23 Н 3/08, 1986.
Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, в частности к электрохимическому маркированию титана и титановых сплавов, и может быть использовано в машиностроении при маркировании изделий из титановых сплавов.
Известен электролит для электрохимического маркирования деталей из титановых сплавов, представляющий собой водный раствор различных веществ при следующем соотношении компонентов, мас. :
Этиловый спирт 10-15
Хлористый натрий 0,2-0,4
Мочевина 0,4-0,6
Вода Остальное
Недостатком указанного электролита является его многокомпонентность, трудность корректировки в процессе эксплуатации, расплывчатость границ наносимых знаков и невысокая интенсивность окраски изображения вследствие присутствия в растворе активирующих хлорид-ионов.
„„, . Ц „„1779494 А1 (54) ЭЛЕКТРОЛИТДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МАРКИРОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ
СПЛАВОВ (57) Сущность изобретения: электролит на основе водного раствора неорганической соли, в качестве неорганической соли в котором используют фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов в растворе, мас.%: фосфо-12вольфрамат натрия 0,5-3; вода остальное, 1 табл.
Наиболее близким к предлагаемому является электролит для электрохимического маркирования титана и титановых сплавов, представляющий собой водный раствор двухромовокислого калия при следующем содержании компонентов, мас,%:
Калий двухромовокислый 1-10
Вода Остальное
Недостатком известного электролита является его достаточно высокая рассеивающая способность, недостаточная четкость границ наносимых знаков, малая интенсивность окраски изображения и высокая токсичность раствора бихромата калия.
Целью изобретения является повышеwe качества маркирования титановых сплавов за счет усиления интенсивности окраски изображения и повышения четкости границ наносимых знаков.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве электролита для электрохимического маркирования титана и его сплавов используется водный раствор неорганиче1779494
10 ской соли, а в качестве неорганической соли взят фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. :
Фосфо-12-вольфрамат натрия 0,5-3
Вода Остальное
Фосфо-12-вольфрамат натрия, являясь сильным окислителем, повышает за счет увеличения анодной поляризации степень локализации процесса анодного окисления титановых сплавов, что в свою очередь способствует получению четких границ наносимых знаков.
Увеличение анодной поляризации титана в растворах фосфо-12-вольфрамата натрия способствует также окислению титана до соединений, имеющих темно-коричневый цвет, что усиливает интенсивность (яркость и контрастность) окраски отпечатка при электрохимическом маркировании.
Но если раствор бихромата калия очень токсичен, то фосфо-12-вольфрамат натрия безвреден для организма человека.
Таким образом использование в качестве электролита для электрохимического маркирования титановых сплавов водного раствора фосфо-12-вольфрамата натрия обеспечивает по сравнению с раствором бихромата калия следующий эффект: вопервых, повышение (за счет увеличения анодной поляризации и степени локализации процесса окисления титановых сплавов) четкости границ наносимых знаков и интенсивности окраски изображения и, вовторых, снижение токсичности электролита.
Сопоставительный анализ с выбранным нами прототипом позволяет сделать вывод, что вводимый в электролит фосфо-12-вольфрамат натрия является новым компонентом и заявляемый состав электролита для электрохимического маркирования титановых сплавов отличается от известного использованием нового компонента, а именно фосфо-12-вольфрамата натрия.
Выше уже отмечалось, что фосфо-12вольфрамат натрия повышает за счет увеличения анодной поляризации степень локализации процесса анодного окисления титановых сплавов и соответственно четкость границ наносимых знаков, Увеличение анодной поляризации металлов и повышение за счет этого степени локализации процесса анодного растворения металлов при введении окислителей в электролит известно. Однако при электрохимическом маркировании титановых сплавов фосфо12-вольфрамат натрия проявляет новое свойство. Обладая высоким окислительновосстановительным потенциалом, фосфо12-вольфрамат натрия смещает потенциал анода до значений, при которых титан окис20
55 ляется до соединений, имеющих темно-коричневый цвет, что значительно усиливает интенсивность окраски наносимого изображения. Новое свойство фосфо-12-вольфрамата натрия проявляется во всем указанном в описании изобретения интервале концентраций.
Для экспериментальной проверки заявляемого электролита были приготовлены составы электролита по прототипу (примеры
1-3 таблицы) и составы по предлагаемому решению (примеры 4-9 таблицы).
Известный электролит готовили растворением 2,5;. 5 и 7,5 мас. бихромата калия в соответствующем количестве воды. Предлагаемый электролит готовили растворением 0 1; 05; 1; 2; 3; 4 мас.% фосфо-12-вольфрамата натрия в соответствующем количестве воды.
Составы обоих электролитов были опробованы при злектрохимическом маркировании титановых сплавов ВТ1, BT-3-1, ВТ20.
Маркирование производили на установке электрохимического маркирования ЭХМ-1Б катодом-инструментом (клеймом), изготовленном из типографского шрифта высотой 3 мм с изоляцией нерабочих мест эпоксидной смолой, Режимы маркирования:
Напряжение, В 9-14
Температура электролита, С 18-25
Межэлектродный зазор, мм 0,05-0,1
Время маркирования, с i-2 .
Как показали результаты испытаний, приведенные в таблице, при использовании предлагаемого электролита с содержанием компонентов в заявленных пределах (примеры 5-8) позволило уменьшить величину неровностей контура наносимых знаков в
1,5 раза и получить более интенсивную окраску изображения по сравнению с известным электролитом. На поверхности маркируемых деталей наблюдается образование четких знаков темно-коричневого цвета, хорошо контрастирующих с цветом поверхности детали, стойких к истиранию при механическом воздействии.
Умен ьш ение кон центра ции фосфо-12вольфрамата натрия ниже заявленных пределов приводило к снижению интенсивности окраски наносимого изображения.
При увеличении концентрации фосфо12-вольфрамата натрия выше заявленных пределов приводит к увеличению величины неровностей контура наносимых знаков.
Раствор фосфо-12-вольфрамата натрия в пределах 0,5-3 мас.-",ь не токсичен и не представляет опасности для организма человека при обслуживании установок для электрохимического маркирования.
1779494
Составитель А.Нечаев
Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова
Редактор
Заказ 4407 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Таким образом. использование предлагаемого электролита позволяет повысить качество маркирования титановых сплавов за счет повышения четкости границ наносимых знаков и усиления окраски изображения, а также устранить токсикологическое действие электролита на организм человека. Электролит прост в приготовлении, не теряет своих свойств при хранении, характеризуется отсутствием коррозионного воздействия на титан и его сплавы, обеспечивает хорошее смачивание маркируемой поверхности и отсутствие пропусков отдельных элементов наносимого изображения.
Формула изобретения
Электролит для электрохимического маркирования титановых сплавов на основе водного раствора неорганической соли, о т5 лича ющийся тем,что,сцельюповышения качества маркирования за счет усиления интенсивности окраски изображения и повышения четкости границ наносимых знаков, в качестве неорганической соли ис10 пользуют фосфо-12-вольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов, MBC. $:
Фосфо-12-вольфрамат натрия 0,5-3
Вода Остальное
