RU2378420C2 - Installation for electrolytic-plasma treatment - Google Patents

Installation for electrolytic-plasma treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2378420C2
RU2378420C2 RU2007121823/02A RU2007121823A RU2378420C2 RU 2378420 C2 RU2378420 C2 RU 2378420C2 RU 2007121823/02 A RU2007121823/02 A RU 2007121823/02A RU 2007121823 A RU2007121823 A RU 2007121823A RU 2378420 C2 RU2378420 C2 RU 2378420C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
bath
installation
processing
working
Prior art date
Application number
RU2007121823/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007121823A (en
Inventor
Анатолий Михайлович Смыслов (RU)
Анатолий Михайлович Смыслов
Марина Константиновна Смыслова (RU)
Марина Константиновна Смыслова
Аскар Джамилевич Мингажев (RU)
Аскар Джамилевич Мингажев
Константин Сергеевич Селиванов (RU)
Константин Сергеевич Селиванов
Вячеслав Юрьевич Гордеев (RU)
Вячеслав Юрьевич Гордеев
Антон Владимирович Новиков (RU)
Антон Владимирович Новиков
Алиса Аскаровна Мингажева (RU)
Алиса Аскаровна Мингажева
Дмитрий Александрович Годовский (RU)
Дмитрий Александрович Годовский
Original Assignee
ООО "НПП Уралавиаспецтехнология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" filed Critical ООО "НПП Уралавиаспецтехнология"
Priority to RU2007121823/02A priority Critical patent/RU2378420C2/en
Publication of RU2007121823A publication Critical patent/RU2007121823A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378420C2 publication Critical patent/RU2378420C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used in turbomachinery at polishing of blades. Installation contains at least one operating cell with electrolyte, device for fixation of treated products and power supply for electrolytic - plasma treatment, herewith in operating cell in treatment area of products there are located inducers, outfitted by at least one power supply for induction heating of parts.
EFFECT: providing ability of selection of optimal operating modes, increasing of process flexibility and reduction of operating potentials.
6 cl, 1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области электрохимической обработки деталей, в частности к установкам для электролитно-плазменного полирования металлических изделий, преимущественно из хромсодержащих нержавеющих сталей сплавов, а также титана и титановых сплавов, и может быть использована в турбомашиностроении при обработке рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, лопаток газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей, с целью 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 the field of electrochemical processing of parts, in particular to installations for electrolyte-plasma polishing of metal products, mainly from chromium-containing stainless steels, alloys, as well as titanium and titanium alloys, and can be used in turbomachinery when processing working and guide vanes of steam turbines, vanes gas pumping units and compressors of gas turbine engines, in order to ensure the necessary physical, mechanical and operational properties of parts of the tour bomash, as well as a preparatory operation before the ion-implantation modification of the surface of the part and the application of protective ion-plasma 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 высоколегированные хромистые, хромомолибденовые (СrМо), хромомолибденованадиевые (CrMoV) и др. средне- и высоколегированные стали (например, для лопаток паровых турбин - стали марок 20Х13 и 15Х11МФ, газовых турбин - стали 20Х13, ЭЙ 961). Эти стали относятся к числу нержавеющих сталей с содержанием Сr 11-14%, различающихся между собой содержанием легирующих элементов: С, Мо, V. Кроме того, 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 (например, титановые сплавы марок ВТ6, ВТ14, ВТ3-1, ВТ22 и др.).The working blades of the compressor of a gas turbine engine (GTE) and gas turbine installation (GTU), as well as steam turbines during operation, are exposed to significant dynamic and static loads, as well as corrosion and erosion destruction. Based on the performance requirements for the manufacture of gas turbine compressor blades, high-alloy chromium, chromomolybdenum (CrMo), chromomolybdenum-vanadium (CrMoV) and other medium and high alloy steels are used (for example, for steam turbine blades - steel grades 20X13 and 15X11MF, gas - steel 20X13, HEY 961). These steels are among stainless steels with a Cr content of 11-14%, differing in the content of alloying elements: C, Mo, V. In addition, titanium alloys are used for the manufacture of gas turbine compressor blades, which are higher in comparison with technical titanium strength, including at high temperatures, while maintaining a sufficiently high ductility and corrosion resistance (for example, titanium alloys of the grades VT6, VT14, VT3-1, VT22, etc.).

Однако лопатки турбин из указанных сталей и 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 of these steels and alloys are highly sensitive to stress concentrators. Therefore, 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 (А1), кл. С25F 3/16, опубл. 06.08.86., а также патент РБ № 1132, кл. С25F 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 .: Engineering, 1987], while the most interesting for the area are electrolyte-plasma polishing (EPP) parts [for example, patent GDR (DD) No. 238074 (A1), class. C25F 3/16, publ. 08/06/86., As well as the patent of the Republic of Belarus No. 1132, class. C25F 3/16, 1996, BI No. 3].

Известно устройство (а.с. СССР №1039251, МПК С25F 7/00, 04.01.81), содержащее ванну для электролита, рабочий электрод и систему циркуляции электролита, включающую центробежный насос с патрубком для подачи электролита, окно с патрубком для возврата электролита.A device is known (USSR AS No. 1039251, IPC С25F 7/00, 04.01.81) containing a bath for an electrolyte, a working electrode and an electrolyte circulation system, including a centrifugal pump with a nozzle for supplying electrolyte, a window with a nozzle for returning the electrolyte.

Известно также устройство для обработки в электролитной плазме (патент РФ №2009212, МПК С21D 1/44, 03.15.94), содержащее ванну с электролитом и размещенный в ней тест-электрод, источник питания, устройство снабжено имеющим возможность перемещения относительно тест-электрода ферромагнитным стержнем, магнитно-замкнутым с тест-электродом через магнитопровод с двумя катушками индуктивности, и блоком питания, электрически связанным с одной из катушек, а другая катушка электрически связана с источником питания через регистрирующий прибор и обратную связь.There is also known a device for processing in electrolyte plasma (RF patent No. 20099212, IPC C21D 1/44, 03.15.94) containing a bath with electrolyte and a test electrode placed in it, a power source, the device is equipped with a ferromagnetic device that can move relative to the test electrode a rod magnetically closed with a test electrode through a magnetic circuit with two inductors, and a power supply unit electrically connected to one of the coils, and the other coil is electrically connected to the power source through a recording device and a reverse ide.

Наиболее близким по технической сущности является выбранное в качестве прототипа установка электролитно-плазменного полирования (патент РФ №2268326, МПК С21D 1/44, 03.15.94), содержащая пневмоцилиндры, подвеску с кассетами, две рабочие ванны, ванну коррекции электролита, помпу для перекачки раствора, колонну, зажимы для крепления изделий, камеру предварительной загрузки, рассеивающий фильтр перекачки раствора, отличающаяся тем, что в ванну коррекции электролита введены электронагреватель, теплообменник и датчик уровня, а корпус рабочей ванны является катодом.The closest in technical essence is the electrolyte-plasma polishing unit selected as a prototype (RF patent No. 2268326, IPC С21D 1/44, 03.15.94), containing pneumatic cylinders, a suspension with cartridges, two working baths, an electrolyte correction bath, a pump for pumping solution, column, clamps for fixing products, a pre-loading chamber, a diffusion filter for pumping a solution, characterized in that an electric heater, a heat exchanger and a level sensor are introduced into the electrolyte correction bath, and the body of the working bath is etsya cathode.

К основным недостаткам известных устройств относится сложность, а в ряде случаев и невозможность обеспечения надежного режима обработки в период запуска процесса, а также стабилизации по температурному режиму. В результате этого значительно возрастает вероятность возникновения дефектов. Указанные дефекты, возникшие на поверхности детали, наследуются в процессе дальнейшей обработки, что приводит к значительной неравномерности обработки детали, ухудшая тем самым ее качество. Это, в частности, связано с тем, что при в период выхода на режим обработки колебания величины подводимой электрической мощности вызывают сильные изменения температурного режима на поверхности детали, что делает процесс крайне нестабильным и повышает вероятность возникновения брака, особенно для процесса полирования.The main disadvantages of the known devices include the complexity, and in some cases the inability to ensure a reliable processing mode during the start of the process, as well as stabilization by temperature. As a result of this, the likelihood of defects significantly increases. These defects that have arisen on the surface of the part are inherited during further processing, which leads to significant uneven processing of the part, thereby deteriorating its quality. This, in particular, is due to the fact that, during the period of entering the processing mode, fluctuations in the magnitude of the input electric power cause strong changes in the temperature regime on the surface of the part, which makes the process extremely unstable and increases the likelihood of defects, especially for the polishing process.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности выбора оптимальных режимов обработки и повышении гибкости процесса за счет возможности раздельного создания и управления параметрами парогазовой оболочки и плазменного разряда в ней, а также снижения величин рабочих потенциалов между деталью и электролитом, необходимых для запуска процесса и ведения обработки.The task to which the invention is directed is to enable the selection of optimal processing conditions and increase the flexibility of the process due to the possibility of separate creation and control of the parameters of the gas-vapor envelope and plasma discharge in it, as well as lowering the values of the working potentials between the part and the electrolyte required process and processing.

Технический результат достигается тем, что в установке электролитно-плазменной обработки, содержащей по крайней мере одну рабочую ванну с электролитом, устройство для крепления обрабатываемых изделий и источник питания для электролитно-плазменной обработки, в отличие от прототипа в рабочей ванне, в зоне обработки изделий расположены индукторы, снабженные по крайней мере одним источником питания для индукционного нагрева деталей.The technical result is achieved by the fact that in the installation of electrolyte-plasma treatment containing at least one working bath with electrolyte, a device for attaching workpieces and a power source for electrolytic-plasma processing, in contrast to the prototype in the working bath, are located in the processing zone of the products Inductors equipped with at least one power source for induction heating of parts.

Технический результат достигается также тем, что установка дополнительно содержит насос для перекачки электролита и ванну коррекции электролита, снабженную теплообменником, причем рабочие ванны и ванна коррекции выполнены с возможностью объединения их объемов и создания общей системы циркуляции электролита; кроме того, дополнительно, в ванну коррекции электролита может быть введен датчик уровня.The technical result is also achieved by the fact that the installation further comprises a pump for pumping the electrolyte and an electrolyte correction bath equipped with a heat exchanger, wherein the working baths and the correction bath are configured to combine their volumes and create a common electrolyte circulation system; in addition, in addition, a level sensor may be introduced into the electrolyte correction bath.

Технический результат достигается также тем, что установка может дополнительно содержать рассеивающий фильтр перекачки раствора, а также камеру предварительной загрузки и устройство для загрузки и удаления деталей из электролита.The technical result is also achieved by the fact that the installation may further comprise a dispersion filter for pumping the solution, as well as a pre-loading chamber and a device for loading and removing parts from the electrolyte.

Технический результат достигается также тем, что установка может дополнительно содержать индукторы, выполненные с возможностью размещения в их полостях обрабатываемых деталей, рабочая ванна являться катодом, а установка иметь блок управления для стабилизации и автоматизации процесса.The technical result is also achieved by the fact that the installation can additionally contain inductors made with the possibility of placing workpieces in their cavities, the working bath is a cathode, and the installation has a control unit for stabilization and automation of the process.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана компоновочная схема предлагаемой установки.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the layout of the proposed installation.

Установка электролитно-плазменной обработки содержит рабочую ванну 1, ванну коррекции электролита 2, насос для перекачки электролита 3, кассету 4 с зажимами 5 для обрабатываемых деталей 6. Рабочая ванна имеет крышку 7 с окнами для кассет 4. В рабочей ванне 1 установлено устройство 8 для подачи электролита и индукторы 9 для нагрева поверхности деталей. Ванна коррекции элетролита 2 снабжена теплообменником 10 и датчиком уровня 11. Установка снабжена двумя источниками питания: источником питания для ведения процесса электролитно-плазменной обработки и источником питания для индукционного нагрева, а также блоком управления процессом обработки с панелью управления. В качестве ванн 1 и 2 используют емкости, выполненные из материала, стойкого к воздействию электролита.The plasma-electrolyte treatment installation comprises a working bath 1, an electrolyte correction bath 2, an electrolyte pump 3, a cassette 4 with clamps 5 for workpieces 6. The working bath has a lid 7 with windows for cartridges 4. A device 8 is installed in the working bath 1 for electrolyte supply and inductors 9 for heating the surface of the parts. The electrolyte correction bath 2 is equipped with a heat exchanger 10 and a level sensor 11. The installation is equipped with two power sources: a power source for conducting the electrolyte-plasma treatment process and a power source for induction heating, as well as a processing process control unit with a control panel. As baths 1 and 2 use containers made of a material resistant to electrolyte.

Установка электролитно-плазменной обработки работает следующим образом. Обрабатываемые детали 6 устанавливают в кассеты 4, закрепляют при помощи зажимов 5 и опускают в рабочую ванну 1. После этого производят обработку деталей по одной из следующих схем:Installation of electrolyte-plasma processing works as follows. The workpieces 6 are installed in cassettes 4, fixed with clamps 5 and lowered into the working bath 1. After that, the parts are processed according to one of the following schemes:

- обработка по схеме: «предварительный индукционный нагрев детали и формирование парогазовой оболочки (ПГО) - зажигание плазменного разрада в образованной ПГО - выход на режим обработки с постепенным уменьшением доли индукционного нагрева детали - осуществление процесса обработки без индукционного нагрева»;- processing according to the scheme: "preliminary induction heating of the part and the formation of a gas-vapor shell (PGO) - ignition of the plasma decomposition in the formed PGO - access to the processing mode with a gradual decrease in the proportion of induction heating of the part - the processing process without induction heating";

- обработка по схеме: «предварительный индукционный нагрев детали и формирование ПГО - зажигание плазменного разряда в образованной ПГО - выход на режим обработки с постепенным переходом индукционного нагрева детали в режиме поддержки»;- processing according to the scheme: “preliminary induction heating of the part and the formation of PGO — ignition of a plasma discharge in the formed PGO — exit to the processing mode with a gradual transition of the induction heating of the part in the support mode”;

- обработка по схеме: «одновременный индукционный нагрев детали и подача потенциала на деталь как при запуске процесса, так и при его проведении»;- processing according to the scheme: “simultaneous induction heating of the part and supply of potential to the part both at the start of the process and during its implementation”;

- обработка по схеме: «индукционный нагрев детали токами высокой частоты (ТВЧ), образование ТВЧ-плазмы и обработка только ТВЧ (без подачи потенциала на деталь (от источника питания)»;- processing according to the scheme: “induction heating of a part by high-frequency currents (HDTV), the formation of HDTV plasma and processing only HDTV (without supplying potential to the part (from a power source)”;

- обработка по схеме: «индукционный нагрев детали токами высокой частоты (ТВЧ), образование ТВЧ-плазмы и обработка совместно с ТВЧ-плазмой при совмещении с подачей (положительного или отрицательного) потенциала на деталь от источника питания;- processing according to the scheme: “induction heating of a part by high-frequency currents (HDTV), the formation of high-frequency plasma and processing together with high-frequency plasma when combined with the supply (positive or negative) of the potential to the part from the power source;

- обработка по схеме: «подача потенциала на деталь - образование ПГО и зажигание в ней разряда» (подобно схеме установки-прототипа).- processing according to the scheme: "supplying potential to the part - the formation of PGO and ignition of a discharge in it" (similar to the prototype installation).

При использовании приведенных схем обработки в зависимости от целей создаются режимы и условия, позволяющие осуществить, либо - электролитно-плазменное полирование деталей, либо - получение покрытий, либо - закалку деталей, либо их химико-термическую обработку.When using the above processing schemes, depending on the objectives, conditions and conditions are created that allow either: electrolyte-plasma polishing of parts, or - obtaining coatings, or - hardening of parts, or their chemical-thermal treatment.

При обработке на предлагаемой установке по схеме:When processing on the proposed installation according to the scheme:

«предварительный индукционный нагрев детали и формирование парогазовой оболочки (ПГО) - зажигание плазменного разряда в образованной ПГО - выход на режим обработки с постепенным уменьшением доли индукционного нагрева детали - осуществление процесса обработки без индукционного нагрева», производят следующие действия. Обрабатываемую металлическое деталь 6 погружают в ванну 1 с водным раствором электролита, помещают в полость индуктора 6, производят индукционный нагрев детали 6 до формирования вокруг детали парогазовой оболочки, прикладывают к детали 6 положительное напряжение, а к электролиту - отрицательное (анодная обработка) или прикладывают к детали 6 отрицательное напряжение, а к электролиту - положительное (катодная обработка), за счет чего зажигают плазменный разряд между обрабатываемым изделием и электролитом. Затем осуществляют переход на режим обработки с постепенным уменьшением доли индукционного нагрева детали до его полного отключения и ведут электролитно-плазменный процесс обработки только за счет подачи потенциала на деталь. Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки.“Preliminary induction heating of the part and the formation of a gas-vapor shell (PGO) - ignition of a plasma discharge in the formed PGO - access to the processing mode with a gradual decrease in the fraction of induction heating of the part — the implementation of the processing process without induction heating”, perform the following actions. The metal part 6 to be treated is immersed in a bath 1 with an aqueous solution of electrolyte, placed in the cavity of the inductor 6, induction heating of the part 6 until a vapor-gas shell is formed around the part, a positive voltage is applied to the part 6, and a negative voltage is applied to the electrolyte (anodic treatment) or applied to details 6 negative voltage, and to the electrolyte - positive (cathodic treatment), due to which ignite the plasma discharge between the workpiece and the electrolyte. Then, a transition to the processing mode is carried out with a gradual decrease in the fraction of induction heating of the part until it is completely turned off and the electrolyte-plasma processing process is carried out only by supplying potential to the part. Processing is carried out in an electrolyte medium while maintaining a vapor-gas shell around a part.

При осуществлении электролитно-плазменной обработки с использованием индукционного нагрева происходят следующие процессы. Под действием индукционных токов происходит нагрев поверхности детали и образование вокруг нее парогазовой оболочки. Излишняя теплота, возникающая при индукционном нагреве детали и, частично, 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 carrying out electrolyte-plasma treatment using induction heating, the following processes occur. Under the influence of induction currents, the surface of the part is heated and a vapor-gas shell forms around it. Excessive heat arising from the induction heating of the part and, in part, of the electrolyte is removed through the cooling system, while maintaining the desired process temperature. 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 a part during the course of these reactions, the surface of the part is anodized with simultaneous 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.

При катодной поляризации парогазовая оболочка вокруг детали состоит из паров электролита, катионов и газообразного водорода, поэтому наряду с химическим взаимодействием катионов с материалом поверхностного слоя детали, происходит возникновение в парогазовой оболочке микроискровых разрядов, что приводит к электроэрозионному и кавитационному воздействию на обрабатываемую поверхность.In the case of cathodic polarization, the vapor-gas shell around the part consists of electrolyte vapors, cations and hydrogen gas, therefore, along with the chemical interaction of cations with the material of the surface layer of the part, micro spark discharges occur in the vapor-gas shell, which leads to electroerosive and cavitation effects on the treated surface.

Процесс электролитно-плазменного полирования на предлагаемой установке осуществляется следующим образом. После установки и закрепления в зажимах 5 кассеты 4 обрабатываемых деталей 6 их опускают в рабочую ванну 1. Кассеты 4 подключаются к положительному полюсу источника питания. Кассеты 4 располагаются так, чтобы детали 6 были помещены в полости индукторов 9 (для защиты от непосредственного контакта деталей 6 от индуктора 9 в полости индуктора размещены направляющие, выполненные в виде усеченного перевернутого конуса без днищ). Отрицательный полюс источника питания подключается к контактам, расположенным непосредственно на внешней стороне стенки рабочей ванны 1.The process of electrolyte-plasma polishing on the proposed installation is as follows. After installation and fixing in the clamps 5 of the cartridge 4 of the workpiece 6 they are lowered into the working bath 1. The cartridge 4 is connected to the positive pole of the power source. Cassettes 4 are arranged so that the parts 6 are placed in the cavity of the inductors 9 (for protection against direct contact of the parts 6 from the inductor 9, guides are made in the form of a truncated inverted cone without bottoms). The negative pole of the power source is connected to the contacts located directly on the outer side of the wall of the working bath 1.

Подача электролита осуществляется через устройство 8. В процессе работы установки электролит циркулирует в общем объеме ванн 1 и 2. В ванне 2 производится коррекция химического состава раствора за счет ввода составляющих, а также для поддержания заданного диапазона температур раствора. Для поддержания рабочего уровня электролита в ванне 2 предусмотрен датчик 11. Насос для перекачки раствора направляет электролит из ванны коррекции 2 в рабочую ванну 1. Для удобства обработки деталей и повышения производительности могут использоваться две, три или четыре рабочие ванны. Блок управления и панель управления предназначены для устанки и поддержания заданных параметров процесса обработки деталей.The electrolyte is supplied through the device 8. During the installation, the electrolyte circulates in the total volume of baths 1 and 2. In the bath 2, the chemical composition of the solution is corrected by introducing components, as well as to maintain a given temperature range of the solution. To maintain the working level of the electrolyte in the bath 2, a sensor 11 is provided. The pump for pumping the solution directs the electrolyte from the correction bath 2 to the working bath 1. For the convenience of processing parts and increasing productivity, two, three or four working baths can be used. The control unit and control panel are designed to set and maintain the specified parameters of the part processing process.

Пример. Две партии образцов в виде металлических пластин из нержавеющей стали 12Х18Р10Т размерами 50×20×2 мм с исходной шероховатостью Ra=0,12 мкм, обрабатывались по двух вариантам - по предлагаемому и по прототипу.Example. Two batches of samples in the form of metal plates made of stainless steel 12X18P10T with dimensions of 50 × 20 × 2 mm with an initial roughness of R a = 0.12 μm, were processed in two ways - according to the proposed and prototype.

По предлагаемому варианту образцы погружали в ванну с водным раствором электролита и помещая в полость индуктора, производили индукционный нагрев до образования вокруг детали парогазовой оболочки, затем прикладывали к пластинам положительное напряжение, а к электролиту - отрицательное. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водного раствора соли кислого углекислого натрия. Производилось циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса 45-60°С). По варианту-прототипу использовались аналогичные условия проведения процесса, за исключением индукционного нагрева образцов.According to the proposed option, the samples were immersed in a bath with an aqueous electrolyte solution and placed in the inductor cavity, induction heating was performed until a vapor-gas shell was formed around the part, then a positive voltage was applied to the plates, and a negative voltage was applied to the plates. Parts were machined in an electrolyte based on an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate salt. The electrolyte was circulated cooled (the average process temperature was maintained at 45-60 ° C). In the prototype embodiment, similar process conditions were used, with the exception of induction heating of the samples.

В таблице приведены результаты испытаний образцов из нержавеющей хромоникелевой стали.The table shows the test results of samples made of stainless chromium-nickel steel.

№ ВариантаOption No. № п/пNo. p / p По прототипуAccording to the prototype По предлагаемому способуAccording to the proposed method Концентр. р-ра, мас.%Concentration solution, wt.% Разность потенциалов, ВPotential difference, V Высота микронеровностей после обработки, Ra, мкмMicroroughness height after processing, R a , microns ПрименениеApplication Концентр. р-ра, мас.%Concentration solution, wt.% Разность потенциалов, ВPotential difference, V Высота микронеровностей после обработки, Ra, мкмMicroroughness height after processing, R a , microns ПрименениеApplication 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 1one 1one 55 20twenty -- Парогазовая оболочка не образоваласьThe vapor-gas shell did not form 55 20twenty 0,120.12 (-)(-) 22 1010 20twenty -- 1010 20twenty 0,110.11 (+)(+) 33 15fifteen 20twenty -- 15fifteen 20twenty 0,120.12 (-)(-) 4four 20twenty 20twenty -- 20twenty 20twenty 0,110.11 (+)(+) 22 55 55 30thirty -- Парогазовая оболочка не образоваласьThe vapor-gas shell did not form 55 30thirty 0,050.05 (+)(+) 66 1010 30thirty -- 1010 30thirty 0,050.05 (+)(+) 77 15fifteen 30thirty -- 15fifteen 30thirty 0,030,03 (+)(+) 88 20twenty 30thirty -- 20twenty 30thirty 0,030,03 (+)(+) 33 99 55 100one hundred -- Процесс неустойчивыйProcess unstable 55 100one hundred 0,030,03 (+)(+) 1010 1010 100one hundred -- 1010 100one hundred 0,020.02 (+)(+) 11eleven 15fifteen 100one hundred -- 15fifteen 100one hundred 0,020.02 (+)(+) 1212 20twenty 100one hundred -- 20twenty 100one hundred 0,020.02 (+)(+) 4four 1313 55 200200 0,080.08 (+)(+) 55 200200 0,020.02 (+)(+) 14fourteen 1010 200200 0,080.08 (+)(+) 1010 200200 0,030,03 (+)(+) 15fifteen 15fifteen 200200 0,060.06 (+)(+) 15fifteen 200200 0,030,03 (+)(+) 1616 20twenty 200200 0,060.06 (+)(+) 20twenty 200200 0,020.02 (+)(+) 55 1717 55 300300 0,060.06 (+)(+) 55 300300 0,030,03 (+)(+) 18eighteen 1010 300300 0,080.08 (+)(+) 1010 300300 0,020.02 (+)(+) 1919 15fifteen 300300 0,060.06 (+)(+) 15fifteen 300300 0,030,03 (+)(+) 20twenty 20twenty 300300 0,040.04 (+)(+) 20twenty 300300 0,040.04 (+)(+) 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 66 2121 55 400400 0,060.06 (+)(+) 55 400400 0,040.04 (+)(+) 2222 1010 400400 0,060.06 (+)(+) 1010 400400 0.040.04 (+)(+) 2323 15fifteen 400400 0,080.08 (+)(+) 15fifteen 400400 0,060.06 (+)(+) 2424 20twenty 400400 0,060.06 (+)(+) 20twenty 400400 0,060.06 (+)(+) 77 2525 55 500500 -- Оплавление микровыступовMicroprotrusion reflow 55 500500 -- Оплавление микровыступовMicroprotrusion reflow 2626 1010 500500 -- 1010 500500 -- 2727 15fifteen 500500 -- 15fifteen 500500 -- 2828 20twenty 500500 -- 20twenty 500500 --

Предлагаемая установка, в отличие от прототипа, обеспечивает возможность выбора оптимальных режимов обработки и позволяет повысить гибкости процесса за счет возможности раздельного создания и управления параметрами парогазовой оболочки и плазменного разряда в ней, а также снижения величин рабочих потенциалов между деталью и электролитом, необходимых для запуска процесса и ведения обработки. За счет этого предлагаемая установка позволяет повысить качество обработки поверхности деталей.The proposed installation, unlike the prototype, provides the ability to select the optimal processing conditions and allows to increase the flexibility of the process due to the possibility of separate creation and control of the parameters of the gas-vapor envelope and plasma discharge in it, as well as lowering the values of the working potentials between the part and the electrolyte necessary to start the process and conducting processing. Due to this, the proposed installation can improve the quality of surface treatment of parts.

Claims (6)

1. Установка электролитно-плазменной обработки, содержащая по крайней мере одну рабочую ванну с электролитом, устройство для крепления обрабатываемых изделий и источник питания для электролитно-плазменной обработки, отличающаяся тем, что в рабочей ванне в зоне обработки изделий расположены индукторы, снабженные по крайней мере одним источником питания для индукционного нагрева деталей.1. Installation of electrolyte-plasma treatment, containing at least one working bath with electrolyte, a device for attaching workpieces and a power source for electrolyte-plasma processing, characterized in that in the working bath in the processing zone of the products are inductors equipped with at least one power source for induction heating of parts. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит насос для перекачки электролита и ванну коррекции электролита, снабженную теплообменником, причем рабочие ванны и ванна коррекции выполнены с возможностью объединения их объемов и создания общей системы циркуляции электролита.2. Installation according to claim 1, characterized in that it further comprises an electrolyte pump and an electrolyte correction bath equipped with a heat exchanger, wherein the working baths and the correction bath are configured to combine their volumes and create a common electrolyte circulation system. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит датчик уровня, расположенный в ванне коррекции электролита.3. Installation according to claim 2, characterized in that it further comprises a level sensor located in the electrolyte correction bath. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит рассеивающий фильтр перекачки раствора.4. Installation according to claim 3, characterized in that it further comprises a dispersion filter for pumping the solution. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит камеру предварительной загрузки и устройство для загрузки и удаления деталей из электролита.5. Installation according to claim 4, characterized in that it further comprises a pre-loading chamber and a device for loading and removing parts from the electrolyte. 6. Установка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что индукторы выполнены с возможностью размещения в их полостях обрабатываемых деталей, рабочая ванна является катодом, а установка дополнительно снабжена блоком управления для стабилизации и автоматизации процесса. 6. Installation according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the inductors are arranged to accommodate workpieces in their cavities, the working bath is a cathode, and the installation is additionally equipped with a control unit for stabilization and automation of the process.
RU2007121823/02A 2007-06-09 2007-06-09 Installation for electrolytic-plasma treatment RU2378420C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121823/02A RU2378420C2 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Installation for electrolytic-plasma treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121823/02A RU2378420C2 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Installation for electrolytic-plasma treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007121823A RU2007121823A (en) 2008-12-20
RU2378420C2 true RU2378420C2 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007121823/02A RU2378420C2 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Installation for electrolytic-plasma treatment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378420C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551344C1 (en) * 2014-04-04 2015-05-20 Антон Владимирович Новиков Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels
RU2623555C1 (en) * 2016-05-24 2017-06-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Plant for electrolyte-plasma treatment of turbine blades

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551344C1 (en) * 2014-04-04 2015-05-20 Антон Владимирович Новиков Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels
RU2623555C1 (en) * 2016-05-24 2017-06-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Plant for electrolyte-plasma treatment of turbine blades

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007121823A (en) 2008-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2373306C2 (en) Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys
EP1228267B1 (en) Process and apparatus for cleaning and/or coating metal surfaces using electro-plasma technology
RU2355829C2 (en) Method of electrolytic-plasma polishing of metals works
JP5152574B2 (en) Method for anodizing aluminum member
CA2253311A1 (en) An electrolytic process for cleaning electrically conducting surfaces
CN108018592B (en) Zirconium alloy micro-arc oxidation surface modification method
CN105839165A (en) Austenitic stainless steel and treatment method for improving hardness and corrosion resistance
RU2552203C2 (en) Method of grinding parts made from titanium alloys
RU2378420C2 (en) Installation for electrolytic-plasma treatment
RU132083U1 (en) INSTALLATION FOR ELECTROLYTE-PLASMA TREATMENT OF METAL PRODUCTS
EP2045366B1 (en) Method for vacuum-compression micro-plasma oxidation and device for carrying out said method
Radek Experimental investigations of the Cu-Mo and Cu-Ti electro-spark coatings modified by laser beam
RU2461667C1 (en) Method of electrolytic-plasma grinding of parts from titanium and its alloys
RU2706263C1 (en) Method of electrolytic-plasma polishing of articles from titanium and iron-chromium-nickel alloys
CN113174553A (en) Method for improving corrosion resistance of magnesium alloy by combining electron beam remelting and micro-arc oxidation
JP4595830B2 (en) Anodized processing method and apparatus, and anodized processing system
RU2357019C2 (en) Method of electrolyte-plasma treatment of details
RU2533223C1 (en) Method for gas turbine blade processing
RU2467098C1 (en) Method of plasma-electrolytic removal of coatings from titanium nitrides or those of compounds of titanium with metals
RU2355828C2 (en) Method of electrolyte-plasma treatment of details
RU2495966C1 (en) Method of grinding parts made from titanium alloys
RU2551344C1 (en) Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels
RU2736943C1 (en) Coating method for articles from valve metal or its alloy
RU2664994C1 (en) Electrolyte for electrolyte-plasma polishing of parts made of refractory alloys
RU2821036C1 (en) Method for electrolytic-plasma polishing of part in alternating magnetic field

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140610