RU1779525C

RU1779525C - Method for producing articles with capillary channels

Info

Publication number: RU1779525C
Application number: SU914918436A
Authority: RU
Inventors: Владимир Яковлевич Баранцев
Original assignee: Научно-исследовательский технологический институт "Прогресс"
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Использование: в производстве металлических изделий, в частности фильер преимущественно с капилл рами некруглого сечени , примен емых дл получени волокон . Сущность изобретени : способ включает получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок, заполнение их электропроводным составом , доработку поверхности заготовки, нанесение металлического покрыти с последующим удалением электропровод ного состава из канавок. При этом предварительно на наружную поверхность нанос т электроизол ционный слой, удал емый впоследствии, а доработку поверхности ведут вдоль канавки, одновременно с операцией удалени электроизол ционного сло или до нее.Usage: in the manufacture of metal products, in particular dies, mainly with non-circular capillaries used to make fibers. SUMMARY OF THE INVENTION: the method includes producing open grooves on the outer surface of metal preforms, filling them with an electrically conductive composition, finalizing the surface of the preform, applying a metal coating, followed by removing the electrically conductive composition from the grooves. In this case, an electrical insulating layer is subsequently applied to the outer surface, which is subsequently removed, and surface refinement is carried out along the groove, simultaneously with or before the operation of removing the electrical insulating layer.

Description

Изобретение относитс к производству ,мёталлически изделий в частности к изготовлению фильер с капилл рами дл получени волокон преимущественно некруглого сечени .The invention relates to the production of, metal products, in particular to the manufacture of dies with capillaries to produce fibers of predominantly non-circular cross section.

Известен способ изготовлени капилл ров фильер механическим путем с помощью развертки и последующей чистовой обработки поверхности (за вка Японии № 63- 68326, кл. В 23 Р 15/16//D 01 D 4/02).A known method of manufacturing capillaries of dies by mechanical means by reamer and subsequent surface finishing (Japanese application No. 63-68326, class B 23 P 15/16 // D 01 D 4/02).

Однако данный способ не позвол ет получать капилл ры большой длины и малого сечени вследствии ограниченной стойкости примен емого дл этих целей инструмента.However, this method does not allow to obtain capillaries of large length and small cross section due to the limited durability of the tool used for these purposes.

Известен также электрохимический способ получени каналов дл охлаждени , например в сотах, при котором формирование канала идет последовательными образованием стенок качала сло ми осаждаемого электролитически металла и заполнением образуемой внутренней полости легкоплавким материагом с хорошейThere is also an electrochemical method for producing cooling channels, for example, in honeycombs, in which the channel is formed by successive formation of the walls pumped by the layers of the metal deposited electrolytically and filling the formed internal cavity with a low-melting material with good

электропроводностью (патент Франции Nfe 2083964, кл, В 23 Р 15/00, С 23 В 7/00). electrical conductivity (French patent Nfe 2083964, cl, B 23 P 15/00, C 23 V 7/00).

Однако данный способ также не может обеспечить получение капилл ров с высокой точностью и чистотой обработки поверхности .However, this method also cannot provide capillaries with high accuracy and surface finish.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ пол- учени каналов, примен емый при изготовлении лопаток турбин и заключающийс в получении канавок в металлической основе, их заполнении электропроводным составом, нанесении металлического покрыти на открытую поверхность канавки и последующем удалении заполн ющего состава путем нагрева (за вка Франции № 2202755, кл. В 23 Р 15/04. F 01 D 5/18 F 04 D 29/30).The closest technical solution to the proposed one is the method of producing channels, used in the manufacture of turbine blades, which consists in obtaining grooves in a metal base, filling them with an electrically conductive composition, applying a metal coating to the open surface of the groove, and then removing the filling composition by heating ( French application No. 2202755, CL B 23 P 15/04. F 01 D 5/18 F 04 D 29/30).

Однако данный способ не может обеспечить высокую чистоту обработки капилл рных каналов четырех- или треугольного сечений и длиной сторон менее 0,1 мм. а также высокую точность углов из-за деформации и налипани оалм гченного электроHowever, this method cannot provide high purity of processing of capillary channels of four- or triangular sections and with side lengths less than 0.1 mm. as well as high accuracy of angles due to deformation and sticking of aluminum electrochemical

fcfc

V| VJV | Vj

Ч)H)

елate

00

елate

проводного полимера на обрабатываемый инструмент и сопр гаемые поверхности.conductive polymer on the tool being machined and mating surfaces.

Цель изобретени - достижение высокой точности и чистоты обработки поверхности капилл рных каналов, имеющих некруглое поперечное сечение в фильерах дл получени волокон, а также повышение производительности способа и снижение материальных затрат при его проведении.The purpose of the invention is to achieve high accuracy and cleanliness of the surface treatment of capillary channels having a non-circular cross section in spinnerets for producing fibers, as well as to increase the productivity of the method and reduce material costs during its implementation.

Цель достигаетс тем, что в способе изготовлени капилл рных каналов, включающем получение открытых канавок на наружной поверхности металлических заготовок , заполнение их электропроводным составом , доработку поверхности заготовки по чистоте и нанесение металлического покрыти с последующим удалением заполн ющего состава из канавок, формирование канавок ведут через предварительно нанесенный на поверхность заготовки электроизол ционный слой, который впоследствии удал ют одновременно с механической до,- работкой поверхности заготовки, проводимой вдоль канавки, или перед ней,The goal is achieved in that in a method for manufacturing capillary channels, including obtaining open grooves on the outer surface of metal billets, filling them with an electrically conductive composition, finalizing the surface of the billet for cleanliness and applying a metal coating, followed by removal of the filling composition from the grooves, forming the grooves through pre an insulating layer deposited on the surface of the workpiece, which is subsequently removed simultaneously with the mechanical treatment of the surface otovki conducted along the groove, or in front of it,

Сравнение за вл емого решени с прототипом позволило вы вить наличие таких отличительных признаков как нанесение на поверхность заготовки электроизол ционного сло , через который ведут формирование канавок, и его последующее удаление одновременно с механической доработкой поверхности, проводимой вдоль канавки, или перед ней что позвол ет сделать вывод с соответствии технического решени критерию новизна. Сравнение за вл емого решени не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи . Comparison of the claimed solution with the prototype made it possible to detect the presence of such distinguishing features as the deposition of an electrical insulating layer through the grooves and their subsequent removal simultaneously with mechanical refinement of the surface along the groove or in front of it, which allows conclusion according to the technical solution to the criterion of novelty. Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion meets significant differences.

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

На поверхность металлической заготовки нанос т электроизол ционное покрытие. Затем любым известным методом в поверхностном слое заготовки через покрытие формируют канавки необходимых форм и размеров, обеспечива требуемую чистоту стенок канавки и геометрию Использу заготовку в качестве катода канавки заполн ют электролитическим методом металлом, который по химическим или электрохимическим свойствам отличаетс от металла заготовки . Так как вс поверхность заготовки покрыта электроизол ционным покрытием, то металл осаждаетс только в канавках. При этом процес заполнени канавок идет значительно быстрее и качественнее, такAn insulating coating is applied to the surface of the metal billet. Then, by any known method, grooves of the required shapes and sizes are formed through the coating in the surface layer of the preform, ensuring the required cleanliness of the groove walls and geometry. Using the preform as a cathode, the grooves are filled with an electrolytic method with a metal that differs from the preform metal in chemical or electrochemical properties. Since the entire surface of the preform is coated with an electrical insulating coating, metal is deposited only in the grooves. In this case, the process of filling the grooves is much faster and better, so

как устран етс вли ние краевых эффектов при электролизе. Локализаци процесса резко сокращает расход материалов и электроэнергии . Далее поверхность заготовкиhow the effect of edge effects during electrolysis is eliminated. Localization of the process dramatically reduces the consumption of materials and energy. Further, the surface of the workpiece

подвергают механической обработке. Электроизол ционное покрытие можно удалить предварительно химическим методом или совместить процесс мехобработки и удалени покрыти . Цель механической обработки , в качестве которой возможно применение операций шлифовани , полировани или других чистовых методов обработки , - окончательное формирование размеров канавки и обеспечение необходи5 мой чистоты поверхности металла, заполнившего канавку. Обработка проводитс вдоль канавки. При этом удал ютс излишки металла, заполнившего канавку, а также прилегающий к канавке поверхностныйmachined. The insulating coating can be removed chemically beforehand, or the machining and removal process can be combined. The purpose of machining, which can be used for grinding, polishing, or other finishing methods, is to finally form the dimensions of the groove and ensure the necessary cleanliness of the surface of the metal filling the groove. Processing is carried out along the groove. This removes excess metal that fills the groove, as well as the surface adjacent to the groove

0 слой металла основы, в котором наблюдаютс изменени после формировани канавок. Так как обработка ведетс вдоль канавки, то в этом случае исключаетс намазывание одного металла на другой вследствие разницы0 is a base metal layer in which changes are observed after the formation of grooves. Since the processing is carried out along the groove, in this case the smearing of one metal onto another due to the difference

5 в физико-механических свойствах металла заготовки и металла, заполнившего канавку . Это позвол ет получать капилл ры с еы- сокой чистотой стенок. Внутренние углы при этом не имеют радиусов, а стенки пр 0 молинейны. Так как поверхность заготовки изолировалась перед заполнением канавок, то это позвол ет сохранить базы дл мехобработки и с достаточной точностью регулировать глубину канавки, а также5 in the physicomechanical properties of the workpiece metal and the metal filling the groove. This makes it possible to obtain capillaries with a high purity of the walls. In this case, the internal angles have no radii, and the walls pr 0 are linear. Since the surface of the workpiece was insulated before filling the grooves, this allows you to save the base for machining and with sufficient accuracy to adjust the depth of the groove, as well as

5 обрабатывать не всю поверхность заготовки , а только область канавки. Далее на поверхность заготовки наноситс электролитический слой металла, закрывающий канавку, с образованием еще одной5 to process not the entire surface of the workpiece, but only the area of the groove. Next, an electrolytic layer of metal is applied to the surface of the workpiece, covering the groove, with the formation of another

0 стенки капилл ра и формирующий окончательные размеры заготовки. После этого заготовку разрезают на участки необходимой длины и удал ют металл, заполн ющий канавку путем травлени .0 capillary walls and forming the final dimensions of the workpiece. After this, the preform is cut into sections of the required length and the metal filling the groove is removed by etching.

5 Таким образом, получают капилл р по- следовательным формированием стенок с необходимой чистотой внутренней поверхности и высокой точностью его различных параметров при незначительных затратах5 Thus, a capillary is obtained by successive formation of walls with the necessary purity of the inner surface and high accuracy of its various parameters at low cost.

0 труда, энергии и материалов.0 labor, energy and materials.

П р и м е р. На заготовку цилиндрической формы длиной 150 мм и диаметром 30 мм из стали 30X13 нанесли электроизол ционное покрытие из химически стойкой эма5 ли толщиной 30 мкм. Затем резцом вдоль образующей нанесли 20 канавок треугольной формы глубиной в металле заготовки в 0.1 мм и углом при вершине в 60°. Затем канавки заполнити электролити еской медью. После этого химически удалилиPRI me R. An electrically insulating coating of chemically resistant enamel 30 μm thick was applied to a cylindrical billet 150 mm long and 30 mm in diameter from 30X13 steel. Then, with a cutter along the generatrix, 20 triangular grooves were applied with a depth of 0.1 mm in the workpiece metal and an apex angle of 60 °. Then fill the grooves with electrolytic copper. After that, chemically removed

электроизол ционный слой и алмазным кругом обработали канавки вдоль образующей , удал излишки меди и прилегающий слой металла заготовки, При этом окончательно была сформирована глубина канавки в 0,06 мм и два оставшихс угла, сопр женных с поверхностью по 60° каждый. Дл этой обработки использовались базовые поверхности , примен вшиес .при нанесении канавок на поверхность. После механического полировани мест обработки тоже в направлении вдоль канавок на всю поверх-1 ность заготовки, кроме торцев., было нане-j сено электролитическое хромовое покрытие толщиной 500 мкм. После термообработки и доводки поверхности заготовка была разрезана на диски толщиной по 5 мм, торцы которых были отшлифованы и отполированы . Затем химически растворили медь в канавках и получили 20 капилл ров треугольной формы в одном диске с углами при вершине в 60° и сторонами в 0,07 мм. Разница в длине сторон капилл ров не превышала 3 мкм. а разница в величине углов 2°. Чистота поверхности стенок капилл ра после вскрыти была Ra - 0,063.the insulating layer and a diamond wheel processed the grooves along the generatrix, removing excess copper and the adjacent metal layer of the workpiece. In this case, the depth of the groove was 0.06 mm and the two remaining angles were connected with a surface of 60 ° each. For this treatment, base surfaces were used, especially when applying grooves to the surface. After mechanical polishing of the processing sites, also in the direction along the grooves, on the entire surface of the workpiece, except for the ends., An electrolytic chrome coating 500 μm thick was applied. After heat treatment and surface refinement, the workpiece was cut into 5 mm thick disks, the ends of which were ground and polished. Then, copper was chemically dissolved in the grooves and 20 triangular shaped capillaries were obtained in one disk with angles at the apex of 60 ° and sides of 0.07 mm. The difference in the length of the sides of the capillaries did not exceed 3 μm. and the difference in angle is 2 °. The surface cleanliness of the capillary walls after opening was Ra - 0.063.

Применение предлагаемого способа позвол ет повысить точность и чистоту обработки внутренней поверхности капилл ра, а также снизить себестоимость изготовлени The application of the proposed method allows to increase the accuracy and purity of processing the inner surface of the capillary, as well as reduce the cost of manufacturing

фильер с такими капилл рами.die with such capillaries.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for manufacturing articles with capillary channels, mainly spinneret plates, comprising obtaining open grooves on the outer surface of metal billets, filling the grooves with an electrically conductive composition, finalizing the surface of the workpiece, applying a metal coating to the workpiece, followed by removing the filling composition from the grooves, characterized in that, in order to improve the accuracy and purity of processing the inner surface of non-circular capillaries, increase productivity and reducing material costs and, on the surface of the workpiece provisionally applied an electrically insulating layer, completion workpiece surface along the lead grooves, the electrically insulating layer is removed simultaneously with or before refining.