RU2552203C2 - Method of grinding parts made from titanium alloys - Google Patents
Method of grinding parts made from titanium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552203C2 RU2552203C2 RU2013138965/02A RU2013138965A RU2552203C2 RU 2552203 C2 RU2552203 C2 RU 2552203C2 RU 2013138965/02 A RU2013138965/02 A RU 2013138965/02A RU 2013138965 A RU2013138965 A RU 2013138965A RU 2552203 C2 RU2552203 C2 RU 2552203C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- polished
- parts
- rest
- polishing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитно-плазменному полированию металлических изделий, преимущественно из титановых сплавов, и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, лопаток газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин, а также в качестве подготовительной операции перед ионно-имплантационным модифицированием поверхности детали и нанесением защитных ионно-плазменных или гальванических покрытий.The invention relates to electrolyte-plasma polishing of metal products, mainly from titanium alloys, and can be used in turbomachinery in the processing of working and guide vanes of steam turbines, gas compressor blades and compressors of gas turbine engines, to provide the necessary physical, mechanical and operational properties of turbomachine parts, as well as a preparatory operation before the ion-implantation modification of the surface of the part and the application of protections ion-plasma or galvanic coatings.
Рабочие лопатки компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) и газотурбинной установки (ГТУ), а также паровых турбин в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям значительных динамических и статических нагрузок, а также коррозионному и эрозионному разрушению. Исходя из предъявляемых к эксплуатационным свойствам требований, для изготовления лопаток компрессора газовых турбин применяются титановые сплавы, которые по сравнению с техническим титаном имеют более высокую прочность, в том числе и при высоких температурах, сохраняя при этом достаточно высокую пластичность и коррозионную стойкость.The working blades of the compressor of a gas turbine engine (GTE) and a gas turbine installation (GTU), as well as steam turbines during operation are subjected to significant dynamic and static loads, as well as corrosion and erosion destruction. Based on the requirements for operational properties, titanium alloys are used for the manufacture of gas turbine compressor blades, which, in comparison with technical titanium, have higher strength, including at high temperatures, while maintaining a sufficiently high ductility and corrosion resistance.
Однако лопатки турбин из титановых сплавов обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения. Поэтому дефекты, образующиеся в процессе изготовления этих деталей, недопустимы, поскольку вызывают возникновение интенсивных процессов разрушения. Это вызывает проблемы при механической обработке поверхностей деталей турбомашин. В этой связи развитие способов получения высококачественных поверхностей деталей турбомашин является весьма актуальной задачей.However, turbine blades made of titanium alloys are highly sensitive to stress concentrators. Therefore, the defects formed in the manufacturing process of these parts are unacceptable, since they cause the occurrence of intense destruction processes. This causes problems when machining surfaces of turbomachine parts. In this regard, the development of methods for producing high-quality surfaces of turbomachine parts is a very urgent task.
Наиболее перспективными методами обработки лопаток турбомашин являются электрохимические методы полирования поверхностей [Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. Л., Машиностроение, 1987.], при этом наибольший интерес для рассматриваемой области представляют методы электролитно-плазменного полирования (ЭПП) деталей [например, Патент ГДР (DD) №238074 (A1), МПК C25F 3/16, опубл. 06.08.86., а также Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3].The most promising methods for processing turbomachine blades are electrochemical methods of polishing surfaces [Griliches S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Effect on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987.], while the methods of electrolyte-plasma polishing (EPP) of parts are of the greatest interest for the field under consideration [for example, Patent GDR (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 08/06/86., As well as Patent RB No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, BI No. 3].
Известен способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите [Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3], а также способ электрохимического полирования [Патент США №5028304, МПК B23H 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.91.]A known method of polishing metal surfaces, including anodic processing in an electrolyte [RB Patent No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, BI No. 3], as well as an electrochemical polishing method [US Patent No. 5028304, IPC B23H 3/08, C25F 3 / 16, C25F 5/00, publ. 07/02/91.]
Известные способы электрохимического полирования не позволяют производить качественное полирование поверхности детелей из титановых сплавов.Known methods of electrochemical polishing do not allow for high-quality polishing of the surface of detectors made of titanium alloys.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного полирования деталей из титановых сплавов, включающий погружение детали в электролит, содержащий окислитель, фторсодержащее соединение и воду, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала [Патент РФ №2373306, МПК C25F 3/16. способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов Бюл №32, 2009].Closest to the claimed technical solution is a method of electrolyte-plasma polishing of parts made of titanium alloys, comprising immersing the part in an electrolyte containing an oxidizing agent, a fluorine-containing compound and water, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by feeding it to the workpiece electrical potential detail [RF Patent No. 2373306, IPC C25F 3/16. a method of multi-stage electrolyte-plasma polishing of products from titanium and titanium alloys Bull No. 32, 2009].
Однако известный способ [Патент РФ №2373306, МПК C25F 3/16] является многостадийным, что приводит с одной стороны к возрастанию сложности процесса обработки деталей, снижению качества и надежности процесса обработки из-за необходимости обеспечения большего количества параметров процесса и их соотношений, а также к повышению его трудоемкости.However, the known method [RF Patent No. 2373306, IPC C25F 3/16] is multi-stage, which leads, on the one hand, to an increase in the complexity of the processing of parts, a decrease in the quality and reliability of the processing process due to the need to provide more process parameters and their ratios, and also to increase its complexity.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества обработки и надежность процесса полирования деталей из титановых сплавов, а также снижение его трудоемкости за счет использования одноэтапной этапной обработки деталей.The task to which the invention is directed is to improve the quality of processing and the reliability of the process of polishing parts made of titanium alloys, as well as reducing its complexity by using a one-stage stage processing of parts.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе полирования деталей из титановых сплавов, включающем погружение детали в электролит, содержащий окислитель, фторсодержащее соединение и воду, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала, в отличие от прототипа к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 250 В до 320 В, в качестве электролита используют водный раствор с содержанием от 3 до 7 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого, а полирование ведут при температуре от 70°C до 90°C, используя в качестве фторсодержащего соединения NaF или KF, концентрацией от 0,7 до 0,8 вес. %; при этом возможно использование следующих вариантов: полирование ведут при величине тока от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2 в течение не менее 1,5 минут; в качестве детали используют лопатку турбомашины; детали, в частности лопатки, используют из титанового сплава состава, вес. %: V - от 3,5% до 5,3%; Al - от 5,3% до 6,8%; Fe - до 0,3%; C - до 0,1%; N - до 0,05%; Zr - до 0,3%; O - до 0,2%; H - до 0,015% Ti - остальное, или содержащего, вес%: Al - от 5,0% до 7,0%; Mo - от 2,0% до 4,0%; Zr - до 0,5%; Si - от 0,15% до 0,40; Fe - до 0,3%; O - до 0,15%; H - до 0,015%; N - до 0,05%; C - до 0,1%; Ti - остальное; используют детали, в частности лопатки, с шероховатостью исходной полируемой поверхности не более Ra 0,80 мкм.The problem is solved due to the fact that in the method of polishing parts made of titanium alloys, comprising immersing the part in an electrolyte containing an oxidizing agent, a fluorine-containing compound and water, forming a gas-vapor shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by feeding it to the workpiece electric potential, unlike the prototype, an electric potential from 250 V to 320 V is applied to the workpiece; aqueous solution containing from 3 to 7 weight. % hydroxylamine hydrochloric acid pure, PSA or technically pure, and polishing is carried out at a temperature of from 70 ° C to 90 ° C, using NaF or KF as a fluorine-containing compound, concentration from 0.7 to 0.8 weight. %; it is possible to use the following options: polishing is carried out at a current value of from 0.2 A / cm 2 to 0.7 A / cm 2 for at least 1.5 minutes; as a part, a turbomachine blade is used; parts, in particular blades, are made of titanium alloy composition, weight. %: V - from 3.5% to 5.3%; Al - from 5.3% to 6.8%; Fe - up to 0.3%; C - up to 0.1%; N - up to 0.05%; Zr - up to 0.3%; O - up to 0.2%; H - up to 0.015% Ti - the rest, or containing, weight%: Al - from 5.0% to 7.0%; Mo - from 2.0% to 4.0%; Zr - up to 0.5%; Si - from 0.15% to 0.40; Fe - up to 0.3%; O - up to 0.15%; H - up to 0.015%; N - up to 0.05%; C - up to 0.1%; Ti is the rest; use parts, in particular blades, with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.80 μm.
Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются представлеными ниже примерами.The essence of the proposed method, the possibility of its implementation and use are illustrated by the examples below.
Заявляемый способ электролитно-плазменного полирования деталей из титановых сплавов осуществляется следующим образом. Обрабатываемую деталь из титана или титанового сплава погружают в ванну с водным раствором электролита, прикладывают к изделию положительный электрический потенциал, а к электролиту - отрицательный, в результате чего достигают возникновения разряда между обрабатываемым изделием и электролитом. Процесс электролитно-плазменного полирования осуществляют электрическом потенциале от 250 В до 320 В, а в качестве электролита используют водный раствор с содержанием от 3 до 7 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого, а полирование ведут при температуре от 70°C до 90°C. Полирование в зависимости от параметров детали можно вести при величине тока от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2 в течение не менее 1,5 минут. Полируемой деталью может быть лопатка турбомашины, при этом используются детали с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra 0,80 мкм.The inventive method of electrolyte-plasma polishing of parts from titanium alloys is as follows. The workpiece made of titanium or a titanium alloy is immersed in a bath with an aqueous electrolyte solution, a positive electric potential is applied to the product, and a negative potential is applied to the electrolyte, as a result of which a discharge arises between the workpiece and the electrolyte. The process of electrolyte-plasma polishing is carried out by an electric potential from 250 V to 320 V, and an aqueous solution with a content of from 3 to 7 weight is used as the electrolyte. % hydroxylamine hydrochloric acid pure, PSA or technically pure, and polishing is carried out at a temperature of from 70 ° C to 90 ° C. Depending on the parameters of the part, polishing can be carried out with a current of 0.2 A / cm 2 to 0.7 A / cm 2 for at least 1.5 minutes. The part to be polished can be a turbomachine blade, and parts with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.80 μm are used.
Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки. В качестве ванны используют емкость, выполненную из материала, стойкого к воздействию электролита.Processing is carried out in an electrolyte medium while maintaining a vapor-gas shell around a part. As a bath, a container made of a material resistant to electrolyte is used.
При осуществлении способа происходят следующие процессы. Под действием протекающих токов происходит нагрев поверхности детали и образование вокруг нее парогазовой оболочки. Излишняя теплота, возникающая при нагреве детали и электролита, отводится через систему охлаждения. При этом поддерживают заданную температуру процесса. Под действием электрического напряжения (электрического потенциала между деталью и электролитом) в парогазовой оболочке возникает разряд, представляющий из себя ионизированную электролитическую плазму, обеспечивающую протекание интенсивных химических и электрохимических реакций между обрабатываемой деталью и средой парогазовой оболочки.When implementing the method, the following processes occur. Under the influence of flowing currents, the surface of the part is heated and a vapor-gas shell forms around it. Excessive heat arising from the heating of the part and the electrolyte is removed through the cooling system. At the same time, the set process temperature is maintained. Under the action of electric voltage (electric potential between the part and the electrolyte), a discharge arises in the vapor-gas shell, which is an ionized electrolytic plasma, which ensures the flow of intensive chemical and electrochemical reactions between the treated part and the medium of the gas-vapor shell.
При подаче положительного потенциала на деталь, в процессе протекания указанных реакций, происходит анодирование поверхности детали с одновременным химическим травлением образующегося окисла. Причем при анодной поляризации парогазовый слой состоит из паров электролита, анионов и газообразного кислорода. Поскольку травление происходит, в основном, на микронеровностях, где образуется тонкий слой окисла, а процессы анодирования продолжаются, то в результате совместного действия этих факторов происходит уменьшение шероховатости обрабатываемой поверхности и, как следствие, полирование последней.When a positive potential is applied to the part, during the course of these reactions, the surface of the part is anodized with chemical etching of the formed oxide. Moreover, with anodic polarization, the vapor-gas layer consists of electrolyte vapors, anions, and gaseous oxygen. Since etching occurs mainly on microroughnesses, where a thin oxide layer is formed, and the anodizing processes continue, as a result of the combined action of these factors, the roughness of the treated surface decreases and, as a result, polishing of the latter occurs.
Пример 1. Обработке подвергали лопатки компрессора ГТД из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ8, ВТ8М, ВТ1-0. Обрабатываемые лопатки погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к деталям положительное, а к электролиту - отрицательное напряжение. К обрабатываемой детали прикладывали электрический потенциал 250 В, 300 В, 320 В. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водного раствора с содержанием от 3 до 7 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого. При обработке производили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 70°…90°C). Время обработки составляло 2 минуты. Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности составляла Ra 0,15 мкм, после полирования Ra 0,02 мкм.Example 1. Processing subjected to the blades of the compressor GTE of titanium alloys grades VT6, VT8, VT8M, VT1-0. The blades to be processed were immersed in a bath with an aqueous solution of electrolyte and a positive voltage was applied to the parts, and a negative voltage was applied to the electrolyte. An electric potential of 250 V, 300 V, 320 V was applied to the workpiece. The parts were processed in an electrolyte based on an aqueous solution with a content of 3 to 7 wt. % hydroxylamine hydrochloride pure, PSA or technically pure. During processing, circulating cooling of the electrolyte was performed (the average process temperature was maintained in the range of 70 ° ... 90 ° C). Processing time was 2 minutes. The initial roughness of the treated surface was Ra 0.15 μm, after polishing Ra 0.02 μm.
Пример 2. Для сравнения возможностей предлагаемого способа полирования со способом-прототипом были проведены следующие исследования. Обрабатывались две партии образцов из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ8, ВТ8М, ВТ1-0. Первая партия была обработана по способу-прототипу. Условия обработки по способу-прототипу при многоэтапной обработке: первый этап: электрическое напряжение 120…170 В, время - 18…50 сек (0,3…0,8 мин); второй этап: напряжение - 210…350 В, время - 1,5…5 минут (90…300 сек); третий этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 минут (90…300 сек) (дополнительное условие обработки на третьем этапе: не вынимая изделие из электролита, отключали электрическое напряжение, затем удаляли изделие из электролита, охлаждали его до температуры окружающей среды (20°C), вновь прикладывали к нему положительное по отношению к электролиту электрическое напряжение порядка 210-350 В, затем снова погружали изделие в электролит и вели полирование в течение от 0,8 до 2,5 минут); четвертый этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 минут (90…300 сек) (дополнительное условие обработки на четвертом этапе: не вынимая изделие из электролита, отключали электрическое напряжение, затем удаляли изделие из электролита, охлаждали его до температуры окружающей среды (20°C), вновь прикладывали к нему положительное по отношению к электролиту электрическое напряжение порядка 210-350 В, затем снова погружали изделие в электролит и вели полирование в течение от 0,8 до 2,5 минут). Обработку изделия проводили при величине тока от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2 при температуре от 70°C до 90°C.Example 2. To compare the capabilities of the proposed polishing method with the prototype method, the following studies were carried out. Two batches of samples from titanium alloys of the grades VT6, VT8, VT8M, VT1-0 were processed. The first batch was processed by the prototype method. Processing conditions according to the prototype method for multi-stage processing: the first stage: electric voltage 120 ... 170 V, time - 18 ... 50 sec (0.3 ... 0.8 min); second stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 1.5 ... 5 minutes (90 ... 300 sec); third stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 0.8 ... 2.5 minutes (90 ... 300 sec) (additional processing condition in the third stage: without removing the product from the electrolyte, the voltage was turned off, then the product was removed from the electrolyte, cooled it to ambient temperature (20 ° C), again applied to it an electric voltage positive in relation to the electrolyte of the order of 210-350 V, then again immersed the product in the electrolyte and polished for 0.8 to 2.5 minutes) ; fourth stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 0.8 ... 2.5 minutes (90 ... 300 sec) (additional processing condition in the fourth stage: without removing the product from the electrolyte, the voltage was turned off, then the product was removed from the electrolyte, cooled it to ambient temperature (20 ° C), again applied to it an electric voltage positive in relation to the electrolyte of the order of 210-350 V, then again immersed the product in the electrolyte and polished for 0.8 to 2.5 minutes) . The processing of the product was carried out at a current from 0.2 A / cm 2 to 0.7 A / cm 2 at a temperature of from 70 ° C to 90 ° C.
Условия обработки по предлагаемому способу: электрический потенциал (напряжение) от 250 В до 320 В; электролит - водный раствор с содержанием от 4 до 6 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого. Температура процесса от 70°C до 90°C. Время полирования от 1,5 до 2 минут. Значения исходной шероховатости поверхности составляло Rа=0,20, шероховатость после обработки по способу-прототипу от Rа=0,08 до Rа=0,10, шероховатость после обработки полученные по предлагаемому способу от Rа=0,03 до Rа=0,05.Processing conditions for the proposed method: electrical potential (voltage) from 250 V to 320 V; electrolyte - an aqueous solution with a content of from 4 to 6 weight. % hydroxylamine hydrochloride pure, PSA or technically pure. Process temperature from 70 ° C to 90 ° C. Polishing time from 1.5 to 2 minutes. The values of the initial surface roughness was Ra = 0.20, the roughness after processing by the prototype method from Ra = 0.08 to Ra = 0.10, the roughness after processing obtained by the proposed method from Ra = 0.03 to Ra = 0.05 .
Кроме того, были проведены исследования следующих режимов обработки деталей из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ6с, ВТ6ч, ВТ8, ВТ8М, ВТ1-0 ВТ16, ВТ22, ВТ23, ВТ3, ВТ18У, ВТ14, ВТ9. Электрический потенциал: 235 В неудовлетворительный результат (Н.Р.); 250 В - удовлетворительный результат (У.Р.); 300 В - (У.Р.); 320 В - (У.Р.); 335 В - (Н.Р.). Электролит - водный раствор с содержанием (содержанием от 3 до 7 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого), вес. %: 2% - (Н.Р.); 3% - (У.Р.); 4% - (У.Р.); 7% - (У.Р.); 8,5% - (Н.Р.). Фторсодержащее соединения: NaF, концентрацией, вес. %: 0,55% - (Н.Р.); 0,7% - (У.Р.); 0,8% - (У.Р.); 0,95% - (Н.Р.); KF, концентрацией, вес. %: 0,55% - (Н.Р.); 0,7% - (У.Р.); 0,8% - (У.Р.); 0,95% - (Н.Р.).In addition, studies were carried out on the following modes of processing parts from titanium alloys of grades VT6, VT6s, VT6ch, VT8, VT8M, VT1-0 VT16, VT22, VT23, VT3, VT18U, VT14, VT9. Electric potential: 235 V unsatisfactory result (N.R.); 250 V - a satisfactory result (U.R.); 300 V - (U.R.); 320 V - (U.R.); 335 V - (N.R.). Electrolyte - an aqueous solution with a content (content from 3 to 7 wt.% Hydroxylamine hydrochloric acid pure, PSA or technically pure), weight. %: 2% - (N.R.); 3% - (U.R.); 4% - (U.R.); 7% - (U.R.); 8.5% - (N.R.). Fluorine-containing compounds: NaF, concentration, weight. %: 0.55% - (N.R.); 0.7% - (U.R.); 0.8% - (U.R.); 0.95% - (N.R.); KF, concentration, weight. %: 0.55% - (N.R.); 0.7% - (U.R.); 0.8% - (U.R.); 0.95% - (N.R.).
Температура процесса: 60°C - (Н.Р.); 70°C - (У.Р.); 80°C - (У.Р.); 90°C - (У.Р.); 100°C - (Н.Р.). Время обработки: 1,0 мин. - (Н.Р.); 1,5 мин. - (У.Р.); 2,0 мин. - (У.Р.); 6,0 мин. - (У.Р.); 10 мин. - (У.Р.); 20 мин. - (У.Р.). Величины тока: от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2: 0,1 А/см2 - (Н.Р.); 0,2 А/см2 - (У.Р.); 0,5 А/см2 - (У.Р.); 0,7 А/см2 - (У.Р.); 0,85 А/см2 - (Н.Р.).Process temperature: 60 ° C - (N.R.); 70 ° C - (U.R.); 80 ° C - (U.R.); 90 ° C - (U.R.); 100 ° C - (N.R.). Processing time: 1.0 min. - (N.R.); 1.5 minutes - (U.R.); 2.0 minutes - (U.R.); 6.0 minutes - (U.R.); 10 min. - (U.R.); 20 minutes. - (U.R.). The magnitude of the current: from 0.2 A / cm 2 to 0.7 A / cm 2 : 0.1 A / cm 2 - (N.R.); 0.2 A / cm 2 - (U.R.); 0.5 A / cm 2 - (U.R.); 0.7 A / cm 2 - (U.R.); 0.85 A / cm 2 - (N.R.).
Обработка деталей из титановых сплавов в водных электролитах при использовании гидроксиламина солянокислого чистого (У.Р.), ЧДА (У.Р.), или технически чистого (У.Р.), при использовании технического гидроксиламина солянокислого (Н.Р.).Processing of parts from titanium alloys in aqueous electrolytes using pure hydroxylamine hydrochloric acid (U.R.), ChDA (U.R.), or technically pure (U.R.), using technical hydroxylamine hydrochloric acid (N.R.).
Таким образом, проведенные исследования показали, что применение предлагаемого способа полирования деталей из титановых сплавов позволяет повысить, по сравнению с прототипом, качество их обработки. Средние значения шероховатости полированной поверхности для прототипа составили Ra 0,12…0,06 мкм, для предлагаемого способа - Ra 0,05…0,02 мкм. Меньший разброс значений шероховатости полированной поверхности, обработанной по предлагаемому способу, указывает на повышение надежности процесса обработки.Thus, the studies showed that the application of the proposed method of polishing parts made of titanium alloys can improve, compared with the prototype, the quality of their processing. The average roughness of the polished surface for the prototype was Ra 0.12 ... 0.06 μm, for the proposed method - Ra 0.05 ... 0.02 μm. A smaller spread of roughness values of the polished surface processed by the proposed method indicates an increase in the reliability of the processing process.
Улучшение качества полирования деталей из титановых сплавов по предлагаемому способу указывает на то, что использование электролитно-плазменного полирования детали из титановых сплавов, включающего погружение детали в электролит, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала, приложение к обрабатываемой детали электрического потенциала от 250 В до 320 В, использование электролита состава: водный раствор с содержанием от 3 до 7 вес. % гидроксиламина солянокислого чистого, ЧДА или технически чистого, проведение полирование при температуре от 70°C до 90°C в течение не менее 1,5 минут, а также использование следующих вариантов: ведение полирования при величине тока от 0,2 А/см до 0,7 А/см; использование в качестве детали лопатки турбомашины; использование деталей, в частности лопаток из титанового сплава состава, вес.%: V - от 3,5% до 5,3%; Al - от 5,3% до 6,8%; Fe - до 0,3%; C - до 0,1%; N - до 0,05%; Zr - до 0,3%; O - до 0,2%; H - до 0,015% Ti - остальное, или содержащего, вес. %: Al - от 5,0% до 7,0%; Mo - от 2,0% до 4,0%; Zr - до 0,5%; Si - от 0,15% до 0,40; Fe - до 0,3%; O - до 0,15%; H - до 0,015%; N - до 0,05%; C - до 0,1%; Ti - остальное; использование детали, в частности лопатки с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra 0,80 мкм, - позволяют достичь технического результата заявляемого способа - повысить качество обработки и надежность процесса полирования деталей из титановых сплавов, а также снизить его трудоемкость.Improving the quality of polishing of titanium alloy parts by the proposed method indicates that the use of electrolyte-plasma polishing of a titanium alloy part, including immersing the part in an electrolyte, forming a gas-vapor shell around the workpiece surface and igniting the discharge between the workpiece and the electrolyte by feeding it to the workpiece electric potential part; application of an electric potential from 250 V to 320 V to the workpiece; use of electro is the composition: an aqueous solution containing from 3 to 7 wt. % hydroxylamine hydrochloric acid pure, ChDA or technically pure, polishing at a temperature of 70 ° C to 90 ° C for at least 1.5 minutes, as well as using the following options: polishing at a current value of 0.2 A / cm to 0.7 A / cm; the use of a turbomachine blade as a part; the use of parts, in particular blades made of titanium alloy composition, wt.%: V - from 3.5% to 5.3%; Al - from 5.3% to 6.8%; Fe - up to 0.3%; C - up to 0.1%; N - up to 0.05%; Zr - up to 0.3%; O - up to 0.2%; H - up to 0.015% Ti - the rest, or containing, weight. %: Al - from 5.0% to 7.0%; Mo - from 2.0% to 4.0%; Zr - up to 0.5%; Si - from 0.15% to 0.40; Fe - up to 0.3%; O - up to 0.15%; H - up to 0.015%; N - up to 0.05%; C - up to 0.1%; Ti is the rest; the use of parts, in particular blades with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.80 μm, allows to achieve the technical result of the proposed method to improve the quality of processing and the reliability of the process of polishing parts made of titanium alloys, as well as reduce its complexity.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138965/02A RU2552203C2 (en) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Method of grinding parts made from titanium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138965/02A RU2552203C2 (en) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Method of grinding parts made from titanium alloys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013138965A RU2013138965A (en) | 2015-02-27 |
| RU2552203C2 true RU2552203C2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53279347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013138965/02A RU2552203C2 (en) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Method of grinding parts made from titanium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2552203C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664994C1 (en) * | 2017-11-15 | 2018-08-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Electrolyte for electrolyte-plasma polishing of parts made of refractory alloys |
| RU2693236C1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-07-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of polishing blisk blades of gas turbine engine made of titanium alloys |
| RU2694684C1 (en) * | 2018-10-24 | 2019-07-16 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation |
| RU2694935C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-07-18 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of series electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and working capacity for its implementation |
| RU2706263C1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-11-15 | ООО "НПП "Уралавиаспецтехнология" | Method of electrolytic-plasma polishing of articles from titanium and iron-chromium-nickel alloys |
| RU2746886C1 (en) * | 2020-09-07 | 2021-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method for electrolytic-plasma polishing of surface and rounding of edges of ttorsion plate of the main helicopter rotor |
| RU2784942C1 (en) * | 2022-05-20 | 2022-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method for electrolyte-plasma polishing of turbomachine blades |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080067077A1 (en) * | 2006-09-04 | 2008-03-20 | Akira Kodera | Electrolytic liquid for electrolytic polishing and electrolytic polishing method |
| RU2373306C2 (en) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys |
| US7998335B2 (en) * | 2005-06-13 | 2011-08-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Controlled electrochemical polishing method |
| RU2461667C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Method of electrolytic-plasma grinding of parts from titanium and its alloys |
-
2013
- 2013-08-20 RU RU2013138965/02A patent/RU2552203C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7998335B2 (en) * | 2005-06-13 | 2011-08-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Controlled electrochemical polishing method |
| US20080067077A1 (en) * | 2006-09-04 | 2008-03-20 | Akira Kodera | Electrolytic liquid for electrolytic polishing and electrolytic polishing method |
| RU2373306C2 (en) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys |
| RU2461667C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" | Method of electrolytic-plasma grinding of parts from titanium and its alloys |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664994C1 (en) * | 2017-11-15 | 2018-08-24 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Electrolyte for electrolyte-plasma polishing of parts made of refractory alloys |
| RU2693236C1 (en) * | 2018-04-05 | 2019-07-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of polishing blisk blades of gas turbine engine made of titanium alloys |
| RU2694684C1 (en) * | 2018-10-24 | 2019-07-16 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation |
| RU2694935C1 (en) * | 2018-10-29 | 2019-07-18 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of series electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and working capacity for its implementation |
| RU2706263C1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-11-15 | ООО "НПП "Уралавиаспецтехнология" | Method of electrolytic-plasma polishing of articles from titanium and iron-chromium-nickel alloys |
| RU2746886C1 (en) * | 2020-09-07 | 2021-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method for electrolytic-plasma polishing of surface and rounding of edges of ttorsion plate of the main helicopter rotor |
| RU2784942C1 (en) * | 2022-05-20 | 2022-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method for electrolyte-plasma polishing of turbomachine blades |
| RU2806352C1 (en) * | 2023-02-06 | 2023-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of electrolyte-plasma processing of turbomachine blades |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013138965A (en) | 2015-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2552203C2 (en) | Method of grinding parts made from titanium alloys | |
| RU2373306C2 (en) | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys | |
| Xu et al. | Electrochemical machining of high-temperature titanium alloy Ti60 | |
| US20080217186A1 (en) | Electropolishing process for titanium | |
| RU2552202C2 (en) | Method of protecting compressor blades of gas-turbine engine made of titanium alloy from abrasive dust erosion | |
| RU2355829C2 (en) | Method of electrolytic-plasma polishing of metals works | |
| JP3919996B2 (en) | Aluminum alloy for plasma processing apparatus, aluminum alloy member for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus | |
| Zhang et al. | Effect of cutting parameters on the corrosion resistance of 7A04 aluminum alloy in high speed cutting | |
| RU2552201C2 (en) | Method of improving erosion resistance of compressor blades of gas-turbine engine made of titanium alloys | |
| JP2008095192A (en) | Electropolishing process for niobium and tantalum | |
| RU2706263C1 (en) | Method of electrolytic-plasma polishing of articles from titanium and iron-chromium-nickel alloys | |
| RU2461667C1 (en) | Method of electrolytic-plasma grinding of parts from titanium and its alloys | |
| RU2495966C1 (en) | Method of grinding parts made from titanium alloys | |
| RU2655563C1 (en) | Method of the gas turbine engine blisk from titanium alloys protecting against dust abrasion erosion | |
| RU2556251C1 (en) | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of laminated torsion bar of helicopter main rotor | |
| RU2467098C1 (en) | Method of plasma-electrolytic removal of coatings from titanium nitrides or those of compounds of titanium with metals | |
| RU2693236C1 (en) | Method of polishing blisk blades of gas turbine engine made of titanium alloys | |
| RU2664994C1 (en) | Electrolyte for electrolyte-plasma polishing of parts made of refractory alloys | |
| RU2694684C1 (en) | Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation | |
| JPH0525694A (en) | Production of aluminum or aluminum alloy for vacuum equipment | |
| RU2784942C1 (en) | Method for electrolyte-plasma polishing of turbomachine blades | |
| RU2357019C2 (en) | Method of electrolyte-plasma treatment of details | |
| US10233558B2 (en) | Method for manufacturing a part coated with a protective coating | |
| RU2693235C1 (en) | Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades | |
| RU2551344C1 (en) | Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150821 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170403 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180821 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210219 |