RU2495967C1

RU2495967C1 - Method of electrolyte-plasma grinding parts made from titanium alloys

Info

Publication number: RU2495967C1
Application number: RU2012128051/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Смыслов; Дамир Рамилевич Таминдаров; Аскар Джамилевич Мингажев; Марина Константиновна Смыслова; Александра Борисовна Самаркина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология"
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2013-10-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: processed part is dipped in electrolyte to form gas-vapor envelope around said part for discharge to be initiated between said part and said electrolyte by feeding electric potential to said part. Note here that said processed part is made of titanium alloy containing vanadium in amount of 3.5-6.0 wt %. Electric potential of 340-360 V is applied to said part and aqueous solution is used as the electrolyte at the following ratio of components: 30 - 50 g/l of KF·2H₂O and 2-5 g/l of CrO₃. Note also that grinding is performed at 75°C to 85°C for at least 1.5 min.

EFFECT: higher quality and reliability of processing, lower labor input due to single-step process.

13 cl, 2 ex

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 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 ensure the necessary physical, mechanical and operational properties of turbomachine parts, and 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 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 (А1), МПК С25F 3/16, опубл. 06.08.86, а также Патент РБ №1132, МПК 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. Influence on the properties of metals. - L .: Mashinostroyenie, 1987], while the most interesting for the field are electrolyte-plasma polishing (EPP) parts [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 С25F 3/16, 1996, БИ №3], а также способ электрохимического полирования [Патент США №5028304, МПК В23Н 3/08, С25F 3/16, С25F 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 a method for electrochemical polishing [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 деталей из титановых сплавов.Known methods of electrochemical polishing do not allow high-quality polishing of the surface of parts made of titanium alloys.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного полирования детали из титановых сплавов, включающий 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 [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 a titanium alloy part, comprising immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece [RF Patent No. 2373306 IPC C25F 3/16. The 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 C25F3/16], 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 C25F3 / 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 снижения 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 электролитно-плазменного полирования деталей из титановых сплавов, включающем 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, в отличие от прототипа используют деталь из титанового сплава с содержанием ванадия, вес. %: V - от 3,5% до 6,0%, к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 340 В до 360 В, используют электролит состава: водный раствор с содержанием 30-50 г/л KF·2H₂О и 2-5 г/л СrO₃, а полирование ведут при температуре от 75°С до 85°С в течение не менее 1,5 мин, при этом возможно использование следующих вариантов: полирование ведут при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм²; в качестве детали используют лопатку турбомашины; детали, в частности лопатки, используют из титанового сплава состава, вес.%: V - от 3,5% до 5,3%; Аl - от 5,3% до 6,8%; Fe - до 0,3%; С - до 0,1%; N - до 0,05%; Zr - до 0,3%; О - до 0,2%; Н - до 0,015%; Ti - остальное; используют детали, в частности лопатки, с шероховатостью исходной полируемой поверхности не более Ra 0,50 мкм; в состав электролита дополнительно вводят 0,3-0,8% TiF₄.The problem is solved due to the fact that in the method of electrolyte-plasma polishing of parts made of titanium alloys, including immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting the discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece, in contrast from the prototype use a part made of titanium alloy containing vanadium, weight. %: V - from 3.5% to 6.0%, an electric potential of 340 V to 360 V is applied to the workpiece, an electrolyte of the composition is used: an aqueous solution with a content of 30-50 g / l KF · 2H ₂ O and 2- 5 g / l CrO ₃ , and polishing is carried out at a temperature of from 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes, while the following options are possible: polishing is carried out at a current of 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² ; as a part, a turbomachine blade is used; parts, in particular blades, are used from a 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%; About - up to 0.2%; H - up to 0.015%; Ti is the rest; use parts, in particular blades, with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm; 0.3-0.8% TiF ₄ is additionally introduced into the electrolyte.

Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются представленными 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 340 В до 360 В, а в качестве электролита используют водный раствор с содержанием 30-50 г/л KF·2H₂O и 2-5 г/л СrO₃, а полирование ведут при температуре от 75°С до 85°С в течение не менее 1,5 мин. Полирование, в зависимости от параметров детали можно вести при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм² Полируемой деталью может быть лопатка турбомашины, при этом используются детали с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra 0,50 мкм. Для повышения качества обработки в состав электролита могут быть дополнительно введен TiF₄. в концентрации 0,3-0,8%..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 340 V to 360 V, and an aqueous solution with a content of 30-50 g / l KF · 2H ₂ O and 2-5 g / l CrO _{3 is} used as the electrolyte, and polishing is carried out at a temperature from 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes Polishing, depending on the parameters of the part, can be carried out with a current value from 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ^{2 The} part to be polished can be a turbomachine blade, using parts with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 microns. To improve the quality of processing, TiF ₄ can be added to the electrolyte composition. at a concentration of 0.3-0.8% ..

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 титанового сплава марки ВТ6 (титановый сплав состава, вес.%: V - от 3,5% до 5,3%; Аl - от 5,3% до 6,8%; Fe - до 0,3%; С - до 0,1%; N - до 0,05%; Zr - до 0,3%; О - до 0,2%; Н - до 0,015%; Ti - остальное). Обрабатываемые лопатки погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к детали положительное, а к электролиту - отрицательное напряжение. К обрабатываемой детали прикладывали электрический потенциал 350 В. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водного раствора состава: водный раствор с содержанием 40 г/л KF·2H₂O и 2 г/л СrO₃. При обработке производили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 75…85°С). Время обработки составляло 2 минуты. Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности составляла Ra 0,15 мкм, после полирования Ra 0,02 мкм.Example 1. The treatment was performed on the blades of a GTE compressor made of VT6 grade titanium alloy (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). The blades to be processed were immersed in a bath with an aqueous solution of electrolyte and positive was applied to the part, and negative voltage was applied to the electrolyte. An electric potential of 350 V was applied to the workpiece. The parts were processed in an electrolyte based on an aqueous solution of the composition: an aqueous solution with a content of 40 g / l KF · 2H ₂ O and 2 g / l CrO ₃ . During processing, circulating cooling of the electrolyte was performed (the average process temperature was maintained in the range of 75 ... 85 ° 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 титанового сплава ВТ6. 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 мин (90…300 сек); третий этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 мин (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°С), 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 мин); четвертый этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 мин (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°С), 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 мин). Обработку изделия проводили при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², при температуре от 70°С до 90°С.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 of VT6 titanium alloy 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 min (90 ... 300 sec); third stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 0.8 ... 2.5 min (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 min (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 value from 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , at a temperature of from 70 ° C to 90 ° C.

Условия обработки по предлагаемому способу: электрический потенциал (напряжение) от 340 В до 360 В; электролит - водный раствор с содержанием 30-50 г/л KF·₂H₂O и 2-5 г/л СrO₃. Температура процесса от 75°С до 85°С. Время полирования от 1,5 до 2 мин. Значения исходной шероховатости поверхности составляло Ra 0,20, шероховатость после обработки по способу-прототипу Ra 0,08, шероховатость после обработки полученные по предлагаемому способу Ra 0,03.Processing conditions for the proposed method: electrical potential (voltage) from 340 V to 360 V; electrolyte - an aqueous solution with a content of 30-50 g / l KF · ₂ H ₂ O and 2-5 g / l CrO ₃ . The process temperature is from 75 ° C to 85 ° 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 Ra 0.08, the roughness after processing obtained by the proposed method Ra 0.03.

Кроме того, были проведены исследования следующих режимов обработки деталей из титанового сплава с содержанием ванадия, вес. %: V - от 3,5% до 6,0%, (ВТ6, ВТ6с, ВТ6ч, ВТ16, ВТ22, ВТ23). Электрический потенциал: 335 В неудовлетворительный результат (Н.Р.); 340 В - удовлетворительный результат (У.Р.); 345 В - (У.Р.); 350 В - (У.Р.); 355 В - (У.Р.); 360 В - (У.Р.); 365 В - (Н.Р.). Электролит-водный раствор с содержанием: 25 г/л KF·2H₂O и 1,5 г/л СrO₃ - (Н.Р.); 30 г/л KF·2H₂O и 1,5 г/л СrO₃ - (Н.Р.); 25 г/л KF·2H₂O и 2 г/л СrO₃ - (Н.Р.); 30 г/л KF·2H₂O и 2 г/л CrO₃ - (У.Р.); 35 г/л KF·2H₂O и 3 г/л СrO₃ - (У.Р.); 35 г/л KF·2H₂O и 4 г/л СrO₃ - (У.Р.); 35 г/л KF·2H₂O и 5 г/л СrO₃ - (У.Р.); 35 г/л KF·2H₂O и 6 г/л СrO₃ - (Н.Р.); 40 г/л KF·2H₂O и 4 г/л СrO₃ - (У.Р.); 40 г/л KF·2H₂O и 5 г/л СrO₃ - (У.Р.); 45 г/л KF·2H2O и 4 г/л СrO₃ - (У.Р.); 45 г/л KF·2H₂O и 5 г/л СrO₃ - (У-Р.); 50 г/л KF·2H₂O и 5 г/л СrO₃ - (У.Р.); 55 г/л KF·2H₂O и 5 г/л СrO₃ - (Н.Р.); 55 г/л KF·2H₂O и 6 г/л CrO₃ - (Н.Р.). Температура процесса: 70°С - (Н.Р.); 75°С - (У.Р.); 80°С - (У.Р.); 85°С - (У.P.); 90°С - (Н.Р.) - Время обработки: 1,0 мин - (ДР.); 1,2 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.).In addition, studies were conducted on the following modes of processing parts made of titanium alloy containing vanadium, weight. %: V - from 3.5% to 6.0%, (VT6, VT6s, VT6ch, VT16, VT22, VT23). Electric potential: 335 V unsatisfactory result (N.R.); 340 V - satisfactory result (U.R.); 345 V - (U.R.); 350 V - (U.R.); 355 V - (U.R.); 360 V - (U.R.); 365 B - (N.R.). An electrolyte-aqueous solution with a content of: 25 g / l KF · 2H ₂ O and 1.5 g / l CrO ₃ - (N.R.); 30 g / l KF · 2H ₂ O and 1.5 g / l CrO ₃ - (N.P.); 25 g / l KF · 2H ₂ O and 2 g / l CrO ₃ - (N.P.); 30 g / l KF · 2H ₂ O and 2 g / l CrO ₃ - (U.R.); 35 g / l KF · 2H ₂ O and 3 g / l CrO ₃ - (U.R.); 35 g / l KF · 2H ₂ O and 4 g / l CrO ₃ - (U.R.); 35 g / l KF · 2H ₂ O and 5 g / l CrO ₃ - (U.R.); 35 g / l KF · 2H ₂ O and 6 g / l CrO ₃ - (N.P.); 40 g / l KF · 2H ₂ O and 4 g / l CrO ₃ - (U.R.); 40 g / l KF · 2H ₂ O and 5 g / l CrO ₃ - (U.R.); 45 g / l KF · 2H2O and 4 g / l CrO ₃ - (U.R.); 45 g / l KF · 2H ₂ O and 5 g / l CrO ₃ - (U-R); 50 g / l KF · 2H ₂ O and 5 g / l CrO ₃ - (U.R.); 55 g / l KF · 2H ₂ O and 5 g / l CrO ₃ - (N.P.); 55 g / l KF · 2H ₂ O and 6 g / l CrO ₃ - (N.R.). Process temperature: 70 ° С - (N.R.); 75 ° C - (U.R.); 80 ° C - (U.R.); 85 ° C - (W.P.); 90 ° C - (N.R.) - Processing time: 1.0 min - (DR.); 1.2 min - (N.R.); 1.5 minutes - (U.R.); 2.0 min - (U.R.); 6.0 min - (U.R.); 10 min - (U.R.); 20 min - (U.R.).

При обработке деталей из титановых сплавов с содержанием ванадия менее 3,5% весовых (ВТ14, ВТ20) были получены неудовлетворительные результаты.When processing parts from titanium alloys with a vanadium content of less than 3.5% by weight (VT14, VT20), unsatisfactory results were obtained.

Таким образом, проведенные исследования показали, что применение предлагаемого способа электролитно-плазменного полирования деталей из титановых сплавов с содержанием ванадия, вес.%: V - от 3,5% до 6,0%, позволяет повысить, по сравнению с прототипом, качество их обработки. Средние значения шероховатости полированной поверхности для прототипа составили от Ra 0,12..0,05 мкм, для предлагаемого способа - Ra 0,04..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 electrolyte-plasma polishing of parts from titanium alloys with a vanadium content, wt.%: V - from 3.5% to 6.0%, improves their quality compared to the prototype processing. The average values of the roughness of the polished surface for the prototype ranged from Ra 0.12.0.05 microns, for the proposed method - Ra 0.04.0.02 microns. 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, использование детали из титанового сплава с содержанием ванадия, вес.%: V - от 3,5% до 6,0%, приложение к обрабатываемой детали электрического потенциала от 340 В до 360 В, использование электролита состава: водный раствор с содержанием 30-50 г/л KF·2H₂O и 2-5 г/л СrО₃, проведение полирование при температуре от 75°С до 85°С в течение не менее 1,5 минут, а также использование следующих вариантов: ведение полирования при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм²; использование в качестве детали лопатки турбомашины; использование деталей, в частности лопаток из титанового сплава состава, вес.%: V - от 3,5% до 5,3%; Аl - от 5,3% до 6,8%; Fe - до 0,3%; С - до 0,1%; N - до 0,05%; Zr - до 0,3%; О - до 0,2%; Н - до 0,015%; Ti - остальное; использование детали, в частности лопатки с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra 0,50 мкм; дополнительное введение в состав электролита 0,3-0,8% TiF₄ 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 parts of titanium alloys according to the proposed method indicates that the use of electrolyte-plasma polishing of parts from titanium alloys, including immersion of the part in the electrolyte, the formation of a vapor-gas shell around the workpiece surface and ignition of the discharge between the workpiece and the electrolyte by applying to the workpiece electric potential component, use of a titanium alloy component with vanadium content, wt.%: V - from 3.5% to 6.0%, appendix to It is activated parts of the electric potential from 340 V to 360 V, the use of the electrolyte composition: an aqueous solution containing 30-50 g / l KF · 2H ₂ O and 5.2 g / l of CrO _3, holding polishing at a temperature from 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes, as well as the use of the following options: polishing at a current value of 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² ; 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%; About - up to 0.2%; H - up to 0.015%; Ti is the rest; the use of a part, in particular a blade with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 microns; an additional introduction of 0.3-0.8% TiF ₄ into the electrolyte composition makes it possible 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 to reduce its complexity.

Claims

1. The method of electrolyte-plasma polishing of parts made of titanium alloys, comprising immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting the discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece, characterized in that the titanium alloy part is processed with a vanadium content, weight%: V - from 3.5 to 6.0, to which an electric potential of 340 V to 360 V is applied, an electrolyte in the form of an aqueous solution is used content of 30 - 50 g / l KF · 2H ₂ 0, and 2 - 5 g / l of CrO _3, and the polishing is conducted at a temperature of from 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 min.

2. The method according to p. 1, characterized in that the polishing is carried out at a current value from 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² .

3. The method according to claim 1, characterized in that the blades of a turbomachine are used as parts.

4. The method according to p. 2, characterized in that the blades of a turbomachine are used as parts.

5. The method according to p. 1, characterized in that the process parts made of titanium alloy containing, 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; About - up to 0.2; H - up to 0.015; Ti is the rest.

6. The method according to p. 2, characterized in that the process parts made of titanium alloy containing, 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; About - up to 0.2; H - up to 0.015; Ti is the rest.

7. The method according to p. 3, characterized in that the treated blades are made of a titanium alloy containing, 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; About - up to 0.2; H - up to 0.015; Ti is the rest.

8. The method according to p. 4, characterized in that the treated blades are made of a titanium alloy containing, 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; About - up to 0.2; H - up to 0.015; Ti is the rest.

9. The method according to any one of paragraphs. 1 to 6, characterized in that the details are processed with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm.

10. The method according to p. 7 or 8, characterized in that the blades are processed with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm.

11. The method according to any one of paragraphs. 1 to 8, characterized in that the composition of the electrolyte is additionally introduced 0.3 - 0.8% TiF ₄ .

12. The method according to p. 9, characterized in that the composition of the electrolyte is additionally introduced 0.3 - 0.8% TiF ₄ .

13. The method according to p. 10, characterized in that the composition of the electrolyte is additionally introduced 0.3 - 0.8% TiF ₄ .