Анодная обработка упрочняющих электрохимических покрытий в электролитах для электрохимической размерной обработки.
Часть I. Микрообработка CoW покрытий в нитратных и нитратно-щелочных растворах.

Силкин С.А., Петренко В.И., Дикусар А.И.

Abstract

УДК 541.138.2 + 621.0.147.7

С использованием метода вращающегося дискового электрода (ВДЭ) в варианте “утопленного” ВДЭ (УВДЭ) исследованы особенности электрохимической анодной микрообработки упрочняющих CoW покрытий с различным содержанием W (поли- и нанокристаллических) в нитратных и нитратно-щелочных растворах. Показано, что поликристаллические покрытия (с содержанием 5–6 ат.% W) растворяются в 2М NaNO₃ растворе cо100% выходом по току до достижения условий термокинетической неустойчивости (ТКН) (при достижении анодных предельных токов, обусловленных солевой пассивацией). Анодная микрообработка нанокристаллических покрытий (22–25 ат.% W) также происходит со 100% выходом по току в нитратном растворе до достижения условий ТКН, однако при очень высокой степени неоднородности растворения. Электрохимическая микрообработка нанокристаллических покрытий в нитратно-щелочном растворе (2M NaNO₃ + 0,5 M KOH) при низких плотностях тока происходит с выходом по току, близким к нулю, а в условиях ТКН выход по току во всех случаях (при обработке покрытий с различным содержанием W в различных растворах) превышает 100%. Предложен механизм удаления материала покрытия в условиях ТКН, предполагающий образование оксидно-солевой пленки и периодическое ее разрушение вследствие теплового взрыва. Показано, что минимальная шероховатость поверхности наблюдается при растворении в условиях ТКН. Приводятся результаты, подтверждающие возможность управления процессом упрочнения (разупрочнения) поверхностного слоя после микрообработки в различных электролитах с использованием постоянного и импульсного тока.

The features of electrochemical anodic micromachining of hardening Co-W coatings with various W concentrations (in poly- and nanocrystalline form) in nitrate and nitrate-alkaline solutions were investigated by the method of rotating disk electrode (RDE) in the form of "recessed" RDE (RRDE). It was found that the polycrystalline coating (5–6 at.% W) dissolved in 2M NaNO₃ solution with 100% current efficiency before the conditions of thermokinetic instability (TKI) were achieved as the effect of anodic limiting currents due to the salt passivation. Anodic micromachining of nanocrystalline coatings (with 22–25 at.% W) in the nitrate solution also occurs with 100% current efficiency but with a very high degree of dissolution heterogeneity before the TKI conditions are settled. Electrochemical micromachining of nanocrystalline coatings in nitrate-alkaline solution (2M NaNO3 + 0,5M KOH) at low current densities occurs with the nearly zero current efficiency, but in all cases under the TKI conditions current efficiency for coatings with various W concentration in different solutions exceeds 100% value. The mechanism assuming the formation of oxide-salt film and its periodic destruction due to thermal explosion was proposed for explanation of coating material removing the under TKI conditions. It is shown that the minimum surface roughness is observed after coating dissolution under TKI conditions. Some examples of coating micromachining in different electrolytes using constant and pulsed currents illustrate possibility to control process of the surface layer hardening-softening..

Download full-text PDF. 3441 downloads

Menu

Vol. 47 (2011), Issue 4, p. 60-74

Abstract