SE511209C2 - Metod för att erhålla väldefinierade eggradier på skär med elektropoleringsteknik - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 511 209 för elektrolytisk avgradning av koppar eller kopparlegeringar och 4,4ll,75l av stal eller aluminiumlegeringar. Men när man utsätter material som innehaller faser med olika kemiska egen- skaper sásom härdmetall, för kemiska behandlingar upplöses ofta bindefasen först, vilket resulterar i ett poröst ytskikt med minskad hàllfasthet och ofta innehállande omráden omfattande sä kallad gropbildning. Det är därför väsentligt att en elektrolyt används som ger en jämn ätskilliga korn som har försvunnit, avverkning av material, väsentligen utan djupeffekt. Ett exem- pel pá detta är svensk patentansökan SE 9101469-6 som beskriver en metod för att ta bort kobolt frán ytan av hàrdmetall med an- vändning av en elektrolyt av svavel- och fosforsyror. Denna me- tod ger inte eggavrundning.

Föreliggande uppfinning syftar till att ástadkomma en metod för eggavrundning av skär vilken kan styras noggrannare.

Det är ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning att ästadkomma en metod för tillverkning av skär med en liten eggradie av storleksordningen 10 um.

Det har nu överraskande visat sig att med användning av en metod liknande den beskriven i US 4,405,422 och 4,4ll,75l men (HClO4) el- (H2SO4), uppnàs en jämn avverkning av burret och med användning av en elektrolyt omfattande perklor- ler svavelsyra rundning av eggen, resulterande i en slät egg med en eggav- rundning som är väsentligen konstant längs skäret. Metoden är lättare att styra än konventionella mekaniska metoder och är speciellt användbar för att àstadkomma mycket smà eggradier pà omkring 10 pm vilka inte kan tillverkas med mekaniska metoder.

Fig l är en SEM-bild i 60OX förstoring av eggen pá ett hàrdmetallskär behandlat enligt en tidigare känd elektrolytisk metod. Fig 2 är en motsvarande bild i l50OX av en hàrdmetall- skäregg rundad enligt föreliggande uppfinning och Fig 3 är en motsvarande bild av ett cermetskär.

Enligt föreliggande uppfinning rengörs skären grundligt t.ex. med ultraljudsrengöring i metanol sa att damm, lösa par- fettfläckar etc. som kan páverka poleringsresultatet Skären nedsänks sedan i det elektroly- tiklar, avlägsnas fràn ytorna. tiska badet och en likspänning läggs mellan skären (anod) och en katod. Kraftig omröring utförs för att erhàlla stabila be- 10 15 20 25 30 35 511 209 tingelser med elektrolyt strömmande längs alla sidor av skären.

Katoden skall vara tillverkad av ett syraresistent material, t.ex. platina eller syraresistent rostfritt stal, och ha en yta jämförbar med eller företrädesvis större än den totala ytan av skären.

Elektrolyten skall vara 2-15 vol% perklor- (HClO4) eller svavel- eller en blandning därav, i metanol. Me- (H2SO4) syra, tanol kan delvis eller helt ersättas av mera viskösa vätskor, t.ex. butanol, glycerol eller etylenglykol-monobutyleter, för att minska poleringshastigheten eller som ett medel för att er- hälla mera stabila betingelser.

Temperaturen hos elektrolyten kan varieras mellan rumstem- peratur och -60 OC, huvudsakligen för att ändra viskositeten hos elektrolyten.

Spänningen skall vara mellan +10 och +40 volt. Det korrekta valet av spänning beror pà konstruktionen av användiutrustning, graden av omröring och valet av elektrolyt och temperatur.

Val av elektrolyt, temperatur, pälagd spänning och pole- ringstid skall anpassas till varje skärsort för att erhälla det bästa resultatet. Dessa villkor kan bestämmas av en fackman in- om omràdet.

Omedelbart efterát rengörs skären, t.ex. i metanol, för att undvika korrosion förorsakad av elektrolyten.

Med ett korrekt Val av de olika parametrarna beskrivna ovan bildas ett tunt, högvisköst skikt vid gränsytan mellan skär och elektrolyt. Eftersom spänningsfallet uppstàr huvudsakligen ge- nom detta skikt beror poleringshastigheten starkt pà dess tjocklek. Därför blir utstående delar pà en grov yta polerade snabbare än t.ex. spar vilket leder till en kontinuerligt för- bättrad ytfinhet. alltför langt ifran Optimum komer det viskösa skiktet aldrig att bildas eller blir instabilt vilket leder till oxidation el- Å andra sidan, om valet av parametrar är ler även gropbildning i ytan.

Metoden är lämplig för massproduktion eftersom stora kvan- titeter av skär kan poleras samtidigt med hög polerhastighet.

Precisionen och reproducerbarheten är ytterst hög. 10 15 20 25 30 35 511 209 Kantdefekter beroende pá pressningen eller slipningen mins- kar i storlek eller t.o.m. försvinner beroende pá storleksrela- tionen mellan defekt och slutlig eggradie.

Av geometriska skäl är materialavverkningshastigheten hu- vudsakligen större längs eggarna än pá de plana ytorna av skä- ret. Sàlunda kan metoden användas även för gradientsintrade sorter, d.v.s sorter med ett bindefasanrikat ytskikt, utan att riskera att gradienten avlägsnas.

Exempel l Ett kommersiellt tillgängligt hàrdmetallskär (SANDVIK HlOF) med sintrade skarpa eggar elektropolerades i 15 sekunder med användning av en elektrolyt bestáende av 5 vol% svavelsyra i metanol, kyld till -20 OC, och en likspänning pà 20 volt. En 30 cm2 platinaplatta användes som katod och elektrolyten omrördes starkt med användning av en magnetblandare. Jämna, rundade kan- ter erhölls med smà eggradier omkring 10 pm och betydligt för- bättrad ytfinhet, Fig 2.

Exempel 2 Ett kommersiellt tillgängligt cermetskär (SANDVIK CT530) med skarpa eggar (efter slipning av de plana ytorna) elektro- polerades under identiska betingelser som ovan. Jämna, rundade kanter erhölls med smá eggradier omkring 10 um och betydligt förbättrat ytfinhet, Fig 3.

Exempel 3 Ett kommersiellt tillgängligt cermet skär (SANDVIK CT530) med skarpa eggar (även efter slipning) elektropolerades med an- vändning av en elektrolyt bestående av 5 vol% perklorsyra (HClO4) och 35 vol% n-butanol i metanol, kyld till -30 OC, och en likspänning av 22.5 volt. De andra villkoren var identiska med dem ovan. Jämna, rundade eggar erhölls med smà eggradier pà omkring 10 pm och betydligt förbättrad ytfinhet väsentligen liknande Fig 3.

Claims (1)

W H 5 511 209

1. Sätt att erhålla en väl definierad eggradie såsom en Krav eggavrundning av omkring 10 pm på ett skär av hàrdmetall eller titanbaserade karbonitridlegeringar bestående av bindefas och hàrdämnesfaser k ä n n e t e c k n a d av följande steg framtagning av en elektrolyt av 2-15 vol% perklorsyra (HClO4) eller svavelsyra (HQSO4), eller en blandning därav, i metanol eller annan viskös, organisk vätska såsom butanol, glycerol eller etylenglykol-monobutyleter nedsänkning av sagda skär i elektrolyten placering av en elektrod av ett syraresistent material, t.ex. platina eller syraresistent rostfritt stål i elektrolyten anbringande av en elektrisk potential mellan skäret (anod) och elektroden (katod) under en begränsad tidsperiod àstadkommande av en jämn avverkning av både bindefas och hårdämnesfaser àstadkommande av en större materialavverkningshastighet längs eggarna än på de plana ytorna av skäret.