RU2693235C1 - Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades - Google Patents
Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693235C1 RU2693235C1 RU2018112357A RU2018112357A RU2693235C1 RU 2693235 C1 RU2693235 C1 RU 2693235C1 RU 2018112357 A RU2018112357 A RU 2018112357A RU 2018112357 A RU2018112357 A RU 2018112357A RU 2693235 C1 RU2693235 C1 RU 2693235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blisk
- electrolyte
- screen
- blades
- polishing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитно-плазменному полированию изделий из легированных сталей и титановых сплавов, и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска 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 покрытий.The invention relates to electrolytic-plasma polishing of products made from alloyed steels and titanium alloys, and can be used in turbo-machine engineering when processing blis blades of compressors of gas-turbine engines, to provide the necessary physico-mechanical and operational properties of parts of turbomachines, as well as a preparatory operation before ionization. implant surface modification of the part and the application of protective ion-plasma coatings.
Рабочие лопатки компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) 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 высоколегированные стали и титановые сплавы.Working blades of a gas turbine engine compressor (GTE) in the process of operation are exposed to significant dynamic and static loads, as well as to corrosion and erosion destruction. On the basis of the requirements imposed on the operational properties, high alloyed steels and titanium alloys are used for the manufacture of gas turbine compressor blades.
Однако лопатки турбин 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 are highly sensitive to stress concentrators. Therefore, defects resulting from the manufacturing process of these parts are unacceptable, since they cause the occurrence of intensive processes of destruction. This causes problems when machining surfaces of parts of turbomachines. In this regard, the development of methods for obtaining high-quality surfaces of parts of turbomachines 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 (А1), 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 machining turbomachine blades are electrochemical methods for polishing surfaces [Griliches S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Effect on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987.], while the most interesting for this area are the methods of electrolytic-plasma polishing (EPP) of parts [for example, GDR Patent (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 08.08.86., As well as Patent of the Republic of Belarus No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, BI No. 3].
Известно устройство для электрохимической обработки фасонных поверхностей, включающее электрододержатель, диэлектрический экран, основание с токоподводящим элементом, и электролизную ванну (патент РФ №2161551, МКИ В23Н 3/00, Способ электрохимической обработки фасонных полостей. Опубл. 2001 г.).A device for electrochemical machining of shaped surfaces is known, which includes an electrode holder, a dielectric screen, a base with a current-carrying element, and an electrolysis bath (RF Patent No. 2161551, MKI В23Н 3/00, Method of electrochemical machining of shaped cavities. Publ. 2001).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для электрохимической обработки деталей, содержащее электроизолирующий экран, выполненный с возможностью его закрепления на поверхности обрабатываемой детали Устройство содержит электрод с рабочей поверхностью, идентичной форме режущей грани инструмента. Напротив формируемого острия в диэлектрическом экране выполнена выборка. [Патент РФ №2150358. МПК В23Н 3/00, В23Н 9/08. Способ электрохимической обработки режущих граней инструмента и устройство для его осуществления. Опубл.: 10.06.2000, Бюл. №16].The closest to the claimed technical solution is a device for electrochemical machining of parts, containing an electrically insulating screen made with the possibility of its fixation on the surface of the workpiece. The device contains an electrode with a working surface identical to the shape of the cutting edge of the tool. Opposite the formed tip in the dielectric screen, a sample is made. [RF patent №2150358. IPC В23Н 3/00, В23Н 9/08. The method of electrochemical machining of the cutting edges of the tool and device for its implementation. Publ .: 10.06.2000, Bull. No. 16].
Однако, известные устройства не позволяют осуществлять электролитно-плазменное полирование лопаток блисков. Кроме того, при электролитно-плазменной обработке крупных деталей, таких как блиски, имеющих значительную площадь поверхности выделяется чрезмерное количество тепла, что делает процесс нестабильным и приводит к возникновению дефектов на поверхности лопаток. При этом для обработки блисков компрессора ГТД, требуется одновременный подвод значительного количества элекроэнергии, что вызывает дополнительные сложности реализации процесса полирования. В этой связи наиболее целесообразно осуществлять обработку лопаток блиска последовательно, друг за другом, обеспечивая оптимальную площадь обрабатываемой поверхности, снижая тем самым величину подводимой энергии.However, the known devices do not allow electrolytic-plasma polishing of the blades of the blisks. In addition, when electrolytic-plasma processing of large parts, such as blisks, with a significant surface area, an excessive amount of heat is released, which makes the process unstable and leads to the appearance of defects on the surface of the blades. At the same time, the processing of GTE compressor blisks requires the simultaneous supply of a significant amount of electric energy, which causes additional difficulties in the implementation of the polishing process. In this regard, it is most expedient to carry out the processing of the blades of the blisk sequentially, one after another, ensuring the optimum area of the surface to be treated, thereby reducing the amount of energy supplied.
Известно устройство для обработки блисков, позволяющее последовательно обрабатывать лопатки моноколеса [Патент РФ №2625698. МПК С23С 14/24. Способ нанесения защитных покрытий и устройство для его осуществления. Опубл.: 18.07.2017 Бюл. №20].A device for processing bliskov, allowing sequentially to process the blades of the monowheel [RF Patent №2625698. IPC С23С 14/24. The method of applying protective coatings and device for its implementation. Pub .: 07/18/2017 Bul. No. 20].
Однако это устройство предназначено для нанесения покрытий и не может быть использовано при электролитно-плазменном полировании лопаток блиска.However, this device is designed for coating and can not be used for electrolytic-plasma polishing of blades blades.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание такого устройства, которое позволяло бы последовательно осуществлять полирование каждой лопатки методом электролитно-плазменного полирования.The problem to which the invention is directed, is the creation of such a device that would allow consistently carry out the polishing of each blade by the method of electrolytic-plasma polishing.
Техническим эффектом изобретения является повышение качества и надежности процесса полирования блисков компрессора ГТД.The technical effect of the invention is to improve the quality and reliability of the process of polishing blister compressor GTE.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для электролитно-плазменного полирования лопаток блиска газотурбинного двигателя, содержащем токоподводящий элемент для подключения блиска, электроизолирующий экран, выполненный с возможностью его закрепления на блиске, в отличие от прототипа, экран выполнен составным, с индивидуальными съемными экранами для диска блиска и каждой его лопатки, с возможностью удаления индивидуального экрана с текущей обрабатываемой лопатки при ее полировании в электролите, причем съемные экраны выполнены из силиконовой пленки и снабжены уплотнениями-фиксаторами, обеспечивающими заданное расположение и закрепление экранов на блиске и герметизацию блиска от электролита. Кроме того, возможны следующие дополнительные варианты выполнения устройства: уплотнения-фиксаторы выполнены в виде утолщений на кромках экрана, повторяющих профиль лопатки в месте закрепления; толщина силиконовой пленки составляет от 1 до 3 мм.The problem is solved due to the fact that in a device for electrolyte-plasma polishing of blisks of a gas turbine engine containing a current-carrying element for connecting a blisc, an electrically insulating screen made with the possibility of its fixation on the blisk, unlike the prototype, the screen is made composite, with individual removable screens for the blisk disk and each blade, with the possibility of removing an individual screen from the blade being processed during polishing in the electrolyte, and a removable screen us film made of silicone and provided with seals latches providing a predetermined location on the screens and securing and sealing blisks blisks electrolyte. In addition, the following additional embodiments of the device are possible: seals-clamps are made in the form of bulges on the edges of the screen, repeating the profile of the blade in the place of attachment; the thickness of the silicone film is from 1 to 3 mm.
Изобретение поясняется следующей схемой. На фиг. показано устройство для электролитно-плазменного полирования блиска. Фигура содержат: 1 - блиск; 2 - экранированная лопатка блиска; 3 - индивидуальный экран лопатки блиска; 4 - экран диска блиска; 5 - ванна для электролита; 6 - электролит; 7 - текущая обрабатываемая (неэкранированная) лопатка.The invention is illustrated in the following diagram. FIG. A device for electrolytic plasma polishing of a blisk is shown. The figure contains: 1 - blisk; 2 - screened bliska blade; 3 - individual screen of the bliska blade; 4 - blisk disk screen; 5 - electrolyte bath; 6 - electrolyte; 7 - the current processed (unshielded) blade.
Полирование лопаток блиска газотурбинного двигателя при помощи заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Не обрабатываемые участки блиска электроизолируют индивидуальными экранами 3 для каждой лопатки 2 и экраном 4 для блиска. Используют экраны из электроизоляционного материала. В качестве электроизоляционного материала используют силиконовую пленку. На каждую лопатку 2 одевают индивидуальные экраны 4, обеспечивающие герметизацию не подвергаемых обработке участков поверхности блиска 1, оставляя не изолированной текущую обрабатываемую лопатку 7 блиска 1. Затем блиск 1 погружают в электролит 6, обеспечивая полное погружение текущей обрабатываемой лопатки 7 блиска 1, прикладывают к блиску 1 положительный электрический потенциал, а к электролиту 6 - отрицательный, в результате чего достигают возникновения разряда между обрабатываемой текущей лопаткой 7 и электролитом 6. 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, с содержанием неорганической легкорастворимой соли с рН≈7. Полирование ведут при температуре от 70°С до 96°С. 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. Полируемая лопатка турбомашины, должна иметь шероховатость исходной поверхностью не более Ra 0,78…0,82 мкм.Polishing blades blisk gas turbine engine using the proposed device is as follows. The non-treated areas of the bliske are electrically insulated with individual screens 3 for each blade 2 and screen 4 for the bliska. Use screens of insulating material. As an electrical insulating material using silicone film. For each blade 2, individual screens 4 are worn to ensure sealing of the surface areas of the
Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки. В качестве ванны используют емкость, выполненную из материала, стойкого к воздействию электролита.The treatment is carried out in an electrolyte medium while maintaining around the part of the vapor-gas membrane. As a bath, use a container made of a material resistant to the effects of electrolyte.
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 action of flowing currents, the surface of the part heats up and a vapor-gas shell is formed around it. Excessive heat arising from the heating of the part and the electrolyte is discharged through the cooling system. At the same time maintain the desired process temperature. Under the action of electrical voltage (electrical potential between the part and the electrolyte) in the vapor-gas envelope there is a discharge, which is an ionized electrolytic plasma, ensuring the flow of intensive chemical and electrochemical reactions between the workpiece and the vapor-gas envelope medium.
При подаче положительного потенциала на текущую обрабатываемую лопатку 7, в процессе протекания указанных реакций, происходит анодирование поверхности лопатки 7 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. После окончания полирования лопатки 7 блиска 1, блиск 1 полностью вынимают из электролита, промывают, просушивают, переналаживают индивидуальные экраны лопатки 3, оставляя открытой следующую обрабатываемую лопатку, снова погружают в электролит 6 и производят ее новой текущей лопатки и повторяют указанный цикл до окончания полирования всех лопаток блиска 1.When applying a positive potential to the current treated
Пример 1. Обработке подвергали лопатки блиска компрессора ГТД из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ8, ВТ8М, ВТ1-0. Обрабатываемые лопатки блиска последовательно полировали с использованием, выполненных из силиконовой пленки индивидуальных экранов лопаток и экрана диска блиска, снабженных уплотнениями, обеспечивающими герметизацию необрабатываемых участков блиска. Обрабатываемую лопатку блиска погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к блиску 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, с содержанием неорганической легкорастворимой соли с рН≈7. При обработке производили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 70°…96°С). Время обработки каждой лопатки составляло 2 минуты. Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности составляла Ra 0,25 мкм, после полирования Ra 0,06 мкм.Example 1. Processing was subjected to blades blisk compressor GTE of titanium alloys grades VT6, VT8, VT8M, VT1-0. The bliska blades to be processed were successively polished with the use of individual blades screens and bliska disk screens, made of silicone film, equipped with seals to seal the unprocessed areas of the bliska. The bliske spatula to be treated was immersed in a bath with an aqueous electrolyte solution and a positive voltage was applied to the bliske and a negative voltage was applied to the electrolyte. An electrical potential of 250 V, 300 V, 320 V was applied to the workpiece. The parts were processed in an electrolyte medium based on an aqueous solution containing from 3 to 7 wt. % hydroxylamine hydrochloric acid pure, analytical grade or technically pure, with a content of inorganic soluble salt with
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112357A RU2693235C1 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112357A RU2693235C1 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693235C1 true RU2693235C1 (en) | 2019-07-01 |
Family
ID=67252116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112357A RU2693235C1 (en) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2693235C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719217C1 (en) * | 2019-09-10 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of electrically polishing a mono-wheel with blades and device for its implementation |
RU2806352C1 (en) * | 2023-02-06 | 2023-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of electrolyte-plasma processing of turbomachine blades |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2064538C1 (en) * | 1992-06-17 | 1996-07-27 | Акимов Евгений Николаевич | Process of electrochemical machining of rod workpieces for manufacture of medical tools |
RU2150358C1 (en) * | 1999-03-11 | 2000-06-10 | Гунич Сергей Евгеньевич | Method and apparatus for electrochemical working of cutting edges of tool |
RU2161551C1 (en) * | 1999-04-19 | 2001-01-10 | Ким Вячеслав Елисеевич | Method for electrochemical treatment of shaped cavities |
RU2625698C1 (en) * | 2016-08-29 | 2017-07-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of application of protective coatings and device for its implementation |
-
2018
- 2018-04-05 RU RU2018112357A patent/RU2693235C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2064538C1 (en) * | 1992-06-17 | 1996-07-27 | Акимов Евгений Николаевич | Process of electrochemical machining of rod workpieces for manufacture of medical tools |
RU2150358C1 (en) * | 1999-03-11 | 2000-06-10 | Гунич Сергей Евгеньевич | Method and apparatus for electrochemical working of cutting edges of tool |
RU2161551C1 (en) * | 1999-04-19 | 2001-01-10 | Ким Вячеслав Елисеевич | Method for electrochemical treatment of shaped cavities |
RU2625698C1 (en) * | 2016-08-29 | 2017-07-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of application of protective coatings and device for its implementation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719217C1 (en) * | 2019-09-10 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of electrically polishing a mono-wheel with blades and device for its implementation |
RU2806352C1 (en) * | 2023-02-06 | 2023-10-31 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of electrolyte-plasma processing of turbomachine blades |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2373306C2 (en) | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys | |
RU2390578C2 (en) | Procedure for production of erosion-resistant coating containing nano-layers for blades of turbo-machines out of titanium alloys | |
RU2552202C2 (en) | Method of protecting compressor blades of gas-turbine engine made of titanium alloy from abrasive dust erosion | |
CA2790089C (en) | Method for refurbishing ptal coating to turbine hardware removed from service | |
RU2700229C1 (en) | Blisk blades electropolishing method | |
RU2552203C2 (en) | Method of grinding parts made from titanium alloys | |
US10392717B2 (en) | Protective coating for titanium last stage buckets | |
RU2355829C2 (en) | Method of electrolytic-plasma polishing of metals works | |
RU2552201C2 (en) | Method of improving erosion resistance of compressor blades of gas-turbine engine made of titanium alloys | |
RU2693235C1 (en) | Device for electrolytic-plasma polishing of blisk blades | |
RU2697757C1 (en) | Method for dry local electropolishing blisk blades and working container for its implementation | |
RU2655563C1 (en) | Method of the gas turbine engine blisk from titanium alloys protecting against dust abrasion erosion | |
RU2699495C1 (en) | Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation | |
RU2694684C1 (en) | Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation | |
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 | |
RU2693236C1 (en) | Method of polishing blisk blades of gas turbine engine made of titanium alloys | |
RU2495966C1 (en) | Method of grinding parts made from titanium alloys | |
RU2467098C1 (en) | Method of plasma-electrolytic removal of coatings from titanium nitrides or those of compounds of titanium with metals | |
RU2357019C2 (en) | Method of electrolyte-plasma treatment of details | |
RU2664994C1 (en) | Electrolyte for electrolyte-plasma polishing of parts made of refractory alloys | |
RU2551344C1 (en) | Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels | |
RU132083U1 (en) | INSTALLATION FOR ELECTROLYTE-PLASMA TREATMENT OF METAL PRODUCTS | |
RU2694935C1 (en) | Method of series electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and working capacity for its implementation | |
RU2784942C1 (en) | Method for electrolyte-plasma polishing of turbomachine blades |