RU2694684C1 - Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации - Google Patents
Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694684C1 RU2694684C1 RU2018137631A RU2018137631A RU2694684C1 RU 2694684 C1 RU2694684 C1 RU 2694684C1 RU 2018137631 A RU2018137631 A RU 2018137631A RU 2018137631 A RU2018137631 A RU 2018137631A RU 2694684 C1 RU2694684 C1 RU 2694684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- blades
- blisk
- elastic
- blade
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims abstract description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 58
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 28
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine hydrochloride Chemical compound Cl.ON WTDHULULXKLSOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 102220411551 c.74G>T Human genes 0.000 description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
- C25D3/14—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt from baths containing acetylenic or heterocyclic compounds
- C25D3/16—Acetylenic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электролитно-плазменному полированию изделий из легированных сталей, тугоплавких и титановых сплавов и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей. Способ включает погружение обрабатываемых лопаток блиска в электролит, находящийся в емкости, формирование вокруг обрабатываемой поверхности лопаток блиска парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой поверхностью лопаток блиска и электролитом. В качестве емкости для электролита используют эластичный чехол из электроизоляционного материала с расположенными внутри него электродами, надевают эластичный чехол на обрабатываемую лопатку блиска, заполняют электролитом и ведут обработку до получения заданной шероховатости поверхности лопатки блиска. Эластичный чехол выполнен из эластичного неэлектропроводного материала и содержит во внутреннем рабочем объеме электроды, подключенные к катоду. Чехол выполнен в виде пакета, размерами и формой обеспечивающего охват всей обрабатываемой поверхности лопатки блиска. Технический результат: повышение качества и надежности процесса полирования блисков. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к электролитно-плазменному полированию изделий из легированных сталей, тугоплавких и титановых сплавов и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств деталей турбомашин.
Рабочие лопатки газотурбинных двигателей и установок в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям значительных динамических и статических нагрузок. Исходя из предъявляемых к эксплуатационным свойствам требований, для изготовления лопаток газовых турбин применяются легированные стали и титановые сплавы, имеющие достаточно высокую прочность, в том числе и при высоких температурах, сохраняя при этом пластичность.
Однако лопатки турбин обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения. Поэтому дефекты, образующиеся в процессе изготовления этих деталей, недопустимы, поскольку вызывают возникновение интенсивных процессов разрушения. Это вызывает проблемы при механической обработке поверхностей деталей турбомашин. В этой связи развитие способов получения высококачественных поверхностей деталей турбомашин является весьма актуальной задачей.
Наиболее перспективными методами обработки лопаток турбомашин являются электрохимические методы полирования поверхностей [Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. Л., Машиностроение, 1987.], при этом наибольший интерес для рассматриваемой области представляют методы электролитно-плазменного полирования (ЭПП) деталей [например, Патент ГДР (DD) №238074 (А1), МПК C25F 3/16, опубл. 06.08.86., а также Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3].
Известен способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите [Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3], а также способ электрохимического полирования [Патент США №5028304, МПК В23Н 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.91].
Известные способы электрохимического полирования не позволяют производить качественное полирование поверхности лопаток блисков турбомашин.
Известен также способ электролитно-плазменного полирования деталей [Патент РФ №2373306, МПК C25F 3/16. Способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов. Бюл. №32, 2009], включающий погружение детали в электролит, содержащий окислитель, фторсодержащее соединение и воду, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала.
Однако известный способ [Патент РФ №2373306, МПК C25F 3/16] является многостадийным, что приводит с одной стороны к возрастанию сложности процесса обработки деталей, снижению качества и надежности процесса обработки из-за необходимости обеспечения большего количества параметров процесса и их соотношений, к повышению его трудоемкости.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного полирования лопаток турбомашин [Патент РФ №2552203, МПК C25F 3/16. Способ полирования деталей из титановых сплавов. Бюл. №16, 2015], 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.
Однако способ-прототип, не может быть использован для полирования блисков компрессоров ГТД, поскольку при электролитно-плазменной обработке изделий, имеющих значительную площадь поверхности выделяется чрезмерное количество тепла, что делает процесс нестабильным и приводит к возникновению дефектов на поверхности лопаток. Кроме того, обработка крупных изделий, к которым относятся блиски компрессора ГТД, требуется значительное количество электроэнергии и при реализации процесса полирования в этих условиях резко снижается к.п.д. обработки.
Известны устройства (а.с. СССР №1039251, МПК C25F 7/00, 04.01.81, патент РФ №2009212, МПК C21D 1/44, 03.15.94), содержащие ванну для электролита, рабочий электрод и систему циркуляции электролита, включающую насос с патрубком для подачи электролита, окно с патрубком для возврата электролита.
Наиболее близким по технической сущности является выбранное в качестве прототипа емкость для электролитно-плазменного полирования (патент РФ №2268326, МПК C21D 1/44, 03.15.94), выполненная из неэлектропроводного материала и содержащий во внутреннем рабочем объеме по крайней мере один электрод, подключенный к катоду.
Однако это устройство [патент РФ №2268326, МПК C21D 1/44, 03.15.94] не может быть применено к обработке лопаток блисков, имеющих большие размеры, поскольку при обработке изделий, имеющих значительную площадь поверхности выделяется чрезмерное количество тепла, что делает процесс нестабильным и приводит к возникновению дефектов на поверхности лопаток. Кроме того, обработка крупных изделий, к которым относятся блиски компрессора ГТД, требуется значительное количество электроэнергии и при реализации процесса полирования в этих условиях резко снижается к.п.д. обработки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества и надежности процесса полирования блисков компрессора ГТД.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин, включающем погружение обрабатываемых лопаток блиска в электролит, находящийся в емкости, формирование вокруг обрабатываемой поверхности лопаток блиска парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой поверхностью лопаток блиска и электролитом путем подачи на обрабатываемый блиск электрического потенциала и полирование лопаток блиска до получения заданной шероховатости их поверхности, в отличие от прототипа в качестве емкости для электролита используют эластичный чехол из электроизоляционного материала с расположенными внутри него, по крайней мере одним электродом, одевают упомянутый эластичный чехол, по крайней мере на одну обрабатываемую лопатку блиска, заполняют эластичный чехол электролитом, расширяя его в пределах межлопаточного пространства между обрабатываемой лопаткой блиска и двумя соседними, с обеих ее сторон, лопатками блиска, обеспечивают контакт всей полируемой поверхности обрабатываемой лопатки блиска с электролитом, подают на блиск положительный, а на электролит через электрод эластичного чехла отрицательный электрический потенциал и ведут обработку до получения заданной шероховатости поверхности лопатки блиска, затем удаляют электролит из упомянутого эластичного чехла, снимают эластичный чехол с обработанной лопатки, одевают его на следующую лопатку блиска и повторяют указанный цикл до полной обработки всех лопаток блиска.
При этом возможно использование следующих вариантов: используют дополнительную емкость с электролитом, соединенную с эластичным чехлом и образующую единую систему сообщающихся сосудов, обеспечивающую налив и слив электролита из эластичного чехла, а в процесс полирования лопаток блиска производят циркуляцию электролита между эластичным чехлом и дополнительной емкостью обеспечивая заданные температуру и состав электролита; в качестве блиска используют блиск турбины из титанового сплава, а в качестве электролита используют водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л; в качестве блиска используют блиск турбины из легированной стали, а в качестве электролита
используют водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 22 до 30, фторид натрия NaF - от 7 до 15, этиловый спирт - от 60 до 100; в качестве блиска используют блиск турбины из тугоплавких сплавов, а в качестве электролита используют водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 30 до 38, фторид натрия NaF -от 12 до 18, этиловый спирт - от 80 до 120.
Технический результат достигается за счет того, что эластичный чехол для электролитно-плазменного полирования лопаток блиска выполненный из неэлектропроводного материала и содержащий во внутреннем рабочем объеме по крайней мере один электрод, подключенный к катоду в отличие от прототипа чехол выполнен из эластичного материала в виде пакета, размерами и формой, обеспечивающего охват с рабочим зазором всей обрабатываемой поверхности лопатки блиска и его размещения в межлопаточном пространстве между двумя соседними от обрабатываемой лопатки лопатками, а также снабженный, соединенным с ним в единую систему сообщающихся сосудов через трубопроводы с насосом дополнительную емкость, обеспечивающую слив из чехла и налив в чехол электролита, а также циркуляцию электролита в процессе полирования.
Кроме того возможны следующие дополнительные элементы рабочего контейнера: эластичные стенки чехла выполнены с зигзагообразными изгибами, образующими карманы, внутри которых размещены электроды, причем карманы обеспечивают закрытие электродов при свободном положении стенок чехла и их раскрытие при растяжении стенок чехла за счет распрямления гофров; эластичный чехол снабжен эластичным уплотнительным элементом, обеспечивающим герметизацию его полости на границе его контакта с поверхностью обрабатываемого блиска.
Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются представленными ниже примерами.
Изобретение поясняется следующей схемой. На фиг. 1-3 показан процесс электролитно-плазменного полирования лопатки блиска и устройство эластичного чехла. На фиг. 1, фиг. 2 и фиг.3 представлен фрагмент блиска с эластичным чехлом при его одевании на обрабатываемую лопатку блиска (фиг. 1 а, фиг. 2а и фиг. 3а) и при расширении эластичного чехла при заполнении его электролитом (фиг. lb, фиг. 2b и фиг. 3b). Фигуры 1-3 содержат: 1 - блиск; 2 - лопатка блиска; 3 - обрабатываемая (текущая) лопатка блиска; 4 - эластичный чехол; 5 - электролит; 6 - электрод; 7 - карманы; 8 - паро-газовая оболочка; 9 - система трубопроводов. (Стрелками показано направление движения электролита.
В качестве емкости для электролита используют эластичный чехол 4 изготовленный из электроизоляционного материала с расположенными внутри, по крайней мере одним электродом 6. Эластичный чехол 4 одевают на обрабатываемую лопатку 3 блиска 1 (фиг. 1а, фиг. 2а и фиг. 3а), из дополнительной емкости (не показано) при помощи насоса заполняют эластичный чехол 4 электролитом 5, расширяя эластичный чехол 4 в пределах межлопаточного пространства между обрабатываемой лопаткой 3 блиска 1 и двумя соседними с обеих ее сторон лопатками 2 блиска 1 (фиг. lb, фиг. 2b и фиг. 3b). (При необходимости можно аналогично одевать эластичный чехол 4 на большее количество лопаток). При заполнении эластичного чехла 4 электролитом 5 (фиг. 3) необходимо обеспечивать полный охват ими полируемой поверхности обрабатываемой лопатки 3 блиска 1. Заполнение эластичного чехла 4 электролитом 5 можно производить, например, при помощи насоса, позволяющего также обеспечивать циркуляцию электролита из дополнительной емкости в чехол и обратно, обеспечивая поддержание заданной температуры процесса и стабильность состава электролита. После заполнения эластичного чехла 4 электролитом 5 подают на блиск от анода и на электрод 6 эластичного чехла 4 от катода электрический ток и начинают обработку поверхности лопатки 3 до получения заданной шероховатости. При подаче достаточной величины потенциала на блиск 1 и электрод 6 вокруг обрабатываемой лопатки 3 образуется паро-газовая оболочка 8, возникает разряд между обрабатываемым изделием и электролитом и происходит полирование поверхности лопатки электролитно-плазменным методом. Процесс электролитно-плазменного полирования осуществляют при электрическом потенциале от 250 В до 320 В, а в качестве электролита используют: водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л, при обработке блиска из титана и титановых сплавов; водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 22 до 30, фторид натрия NaF - от 7 до 15, этиловый спирт - от 60 до 100, при обработке блиска из легированной стали; водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NF2OH×HCl - от 30 до 38, фторид натрия NaF - от 12 до 18, этиловый спирт - от 80 до 120, при обработке блиска из тугоплавких сплавов.
После окончания обработки лопатки 3 из эластичного чехла 4 удаляют электролит 5, снимают чехол 4 с обработанной лопатки 3 и одевают на следующую лопатку блиска 1 и повторяют указанный цикл обработки до полной обработки всех лопаток блиска.
Полирование ведут при температуре от 70°С до 96°С. Полирование в зависимости от параметров детали можно вести при величине тока от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2 в течение не менее 1,5 минут. Полируемая лопатка турбомашины, должна иметь шероховатость исходной поверхностью не более Ra 0,80 мкм. Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки.
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 циркуляции электролита из дополнительной емкости в чехол. Объем дополнительной емкости должен значительно превосходить объем эластичного чехла и обеспечивать стабильность температурного режима и состава электролита. 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.
При подаче положительного потенциала на лопатку, 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. После окончания полирования лопатки блиска, ее промывают, закачивая в чехол, вместо удаленного электролита воду. Затем снимают эластичный чехол и одевают ее на следующую обрабатываемую лопатку и повторяют указанный цикл до окончания полирования всех лопаток блиска.
Пример 1. Обработке подвергали лопатки блиска компрессора ГТД из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ8, ВТ8М. Обрабатываемые лопатки блиска последовательно полировали с использованием электроизоляционного чехла, выполненного из полимера. Обрабатываемую лопатку блиска погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к блиску положительное, а к электролиту -отрицательное напряжение. К обрабатываемой детали прикладывали электрический потенциал 250 В, 300 В, 320 В. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водного раствора смеси NH4F и KF при содержании NH4F - 11 г/л и KF - от 36 г/л.
Пример 2. Обработке подвергали лопатки блиска компрессора ГТД из блиска из легированных сталей марок 20X13 и 15X11МФ, 20X13, ЭЙ 961. Обрабатываемые лопатки блиска последовательно полировали с использованием электроизоляционного чехла, выполненного из полимера. Обрабатываемую лопатку блиска погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к блиску положительное, а к электролиту -отрицательное напряжение. К обрабатываемой детали прикладывали электрический потенциал, 300 В, 320 В. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водно-спиртового раствора гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 28, фторид натрия NaF - от 9, этиловый спирт - от 70.
Пример 3. Обработке подвергали лопатки блиска компрессора ГТД из блиска из легированных сталей марок 20X13 и 15X11МФ, 20X13, ЭЙ 961;. Обрабатываемые лопатки блиска последовательно полировали с использованием электроизоляционного чехла, выполненного из полимера. Обрабатываемую лопатку блиска погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к блиску положительное, а к электролиту -отрицательное напряжение. К обрабатываемой детали прикладывали электрический потенциал, 300 В, 320 В. Детали обрабатывались в среде электролита на основе водно-спиртового раствора гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 32, фторид натрия NaF - от 14, этиловый спирт - от 90.
При обработке производили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 70°…96°С). Время обработки каждой лопатки составляло 2 минуты. Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности составляла Ra 0,15 мкм, после полирования Ra 0,02 мкм.
Для оценки эксплуатационных свойств деталей, обработанных по предлагаемому способу, были проведены следующие испытания. Образцы из титановых сплавов марок ВТ6, ВТ8, ВТ8М, ВТ1-0, из легированных сталей марок 20X13 и 15X11МФ, 20X13, ЭЙ 961, из сплавов на основе никеля ЭП741НП, ЖС6У, ЖС32 были подвергнуты обработке как по способам-прототипам (Патент РФ №2552203), согласно приведенным в способе-прототипе условиям и режимам обработки, так и по вариантам предлагаемого способа. (За неудовлетворительный результат (Н.Р.) брался результат, при котором не происходило полирование титановой детали, за удовлетворительный результат (У.Р.), когда наблюдался эффект полирования)
Способ-прототип показал неудовлетворительные результаты.
Схема обработки лопаток блиска по способу-прототипу: погружение блиска в элетролит - (Н.Р.).
Режимы обработки образцов по предлагаемому способу.
Схема обработки лопаток блиска: последовательное полирование лопаток, путем размещения обрабатываемой лопатки блиска в эластичном чехле с электродами - (У.Р.); погружение блиска в емкость с электролитом целиком -Н.Р.
Электрический потенциал: 240 В - Н.Р., 250 В - У.Р., 270 В - У.Р., 290 В -У.Р., 300 В - У.Р., 320 В - У.Р., 340 В - Н.Р.
Электролит:
а в качестве электролита используют: водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л, при обработке блиска из титана и титановых сплавов; водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 22 до 30, фторид натрия NaF - от 7 до 15, этиловый спирт - от 60 до 100, при обработке блиска из легированных сталей (стали марок 20X13 и 15X11МФ, 20X13, ЭЙ 961)); водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 30 до 38, фторид натрия NaF - от 12 до 18, этиловый спирт - от 80 до 120, при обработке блиска из тугоплавких сплавов (сплава на основе никеля ЭП741НП).
Температура электролита: от 70°С до 96°С.
Величина электрического тока: от 0,2 А/см2 до 0,7 А/см2.
Время: 1,5-10 минут.
Шероховатость исходной полируемой поверхности не более Ra 0,80 мкм.
Таким образом, проведенные исследования показали, что применение предлагаемого способа полирования лопаток блиска из титана и титановых сплавов, из легированных сталей и из тугоплавких сплавов позволяет повысить, по сравнению с прототипом, качество их обработки. Средние значения шероховатости полированной поверхности при обработке по предлагаемому способу составили Ra 0,05...0,02 мкм.
Claims (8)
1. Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин, включающий погружение обрабатываемых лопаток блиска в электролит, находящийся в емкости, формирование вокруг обрабатываемой поверхности лопаток блиска парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой поверхностью лопаток блиска и электролитом путем подачи на обрабатываемый блиск электрического потенциала и полирование лопаток блиска до получения заданной шероховатости их поверхности, отличающийся тем, что в качестве емкости для электролита используют эластичный чехол из электроизоляционного материала с расположенными внутри него по крайней мере одним электродом, надевают упомянутый эластичный чехол по крайней мере на одну обрабатываемую лопатку блиска, заполняют эластичный чехол электролитом c расширением чехла в пределах межлопаточного пространства между обрабатываемой лопаткой блиска и двумя соседними, с обеих ее сторон, лопатками блиска, обеспечивают контакт всей полируемой поверхности обрабатываемой лопатки блиска с электролитом, подают на блиск положительный, а на электролит через электрод эластичного чехла отрицательный электрический потенциал и ведут обработку до получения заданной шероховатости поверхности лопатки блиска, затем удаляют электролит из упомянутого эластичного чехла, снимают эластичный чехол с обработанной лопатки, надевают его на следующую лопатку блиска и повторяют указанный цикл до полной обработки всех лопаток блиска.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют дополнительную емкость с электролитом, соединенную с эластичным чехлом и образующую единую систему сообщающихся сосудов, обеспечивающую налив и слив электролита из эластичного чехла, а в процессе полирования лопаток блиска производят циркуляцию электролита между эластичным чехлом и дополнительной емкостью, обеспечивая заданные температуру и состав электролита.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве блиска используют блиск турбины из титанового сплава, а в качестве электролита используют водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве блиска используют блиск турбины из легированной стали, а в качестве электролита используют водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 22 до 30, фторид натрия NaF - от 7 до 15, этиловый спирт - от 60 до 100.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве блиска используют блиск турбины из тугоплавких сплавов, а в качестве электролита используют водно-спиртовый раствор гидроксиламина солянокислого и фторида натрия при следующем содержании компонентов, г/л: гидроксиламин солянокислый NH2OH×HCl - от 30 до 38, фторид натрия NaF - от 12 до 18, этиловый спирт - от 80 до 120.
6. Эластичный чехол для электролитно-плазменного полирования лопаток блиска, выполненный из неэлектропроводного материала и содержащий во внутреннем рабочем объеме по крайней мере один электрод, подключенный к катоду, отличающийся тем, что он выполнен из эластичного материала в виде пакета, размеры и форма которого обеспечивают охват с рабочим зазором всей обрабатываемой поверхности лопатки блиска и его размещения в межлопаточном пространстве между двумя соседними от обрабатываемой лопатки лопатками, и который снабжен соединенной с ним в единую систему сообщающихся сосудов через трубопроводы с насосом дополнительной емкостью, обеспечивающей слив из чехла и налив в чехол электролита, а также циркуляцию электролита в процессе полирования.
7. Эластичный чехол по п. 6, отличающийся тем, что эластичные стенки чехла выполнены с зигзагообразными изгибами, образующими карманы, внутри которых размещены электроды, причем карманы обеспечивают закрытие электродов при свободном положении стенок чехла и их раскрытие при растяжении стенок чехла за счет распрямления гофров.
8. Эластичный чехол по п. 6 или 7, отличающийся тем, что он снабжен эластичным уплотнительным элементом, обеспечивающим герметизацию его полости на границе его контакта с поверхностью обрабатываемого блиска.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137631A RU2694684C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137631A RU2694684C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2694684C1 true RU2694684C1 (ru) | 2019-07-16 |
Family
ID=67309374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018137631A RU2694684C1 (ru) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2694684C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724734C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-06-25 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования детали |
| RU2731705C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-09-08 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования металлической детали |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2268326C1 (ru) * | 2004-09-27 | 2006-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Установка электролитно-плазменного полирования |
| RU2373306C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов |
| US7998335B2 (en) * | 2005-06-13 | 2011-08-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Controlled electrochemical polishing method |
| RU2552203C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ полирования деталей из титановых сплавов |
-
2018
- 2018-10-24 RU RU2018137631A patent/RU2694684C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2268326C1 (ru) * | 2004-09-27 | 2006-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Установка электролитно-плазменного полирования |
| US7998335B2 (en) * | 2005-06-13 | 2011-08-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Controlled electrochemical polishing method |
| RU2373306C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов |
| RU2552203C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ полирования деталей из титановых сплавов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731705C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-09-08 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования металлической детали |
| RU2724734C1 (ru) * | 2020-03-05 | 2020-06-25 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования детали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2373306C2 (ru) | Способ многоэтапного электролитно-плазменного полирования изделий из титана и титановых сплавов | |
| RU2694684C1 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации | |
| RU2694941C1 (ru) | Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| RU2700229C1 (ru) | Способ электрополирования лопаток блиска | |
| RU2552202C2 (ru) | Способ защиты лопаток компрессора газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии | |
| RU2552203C2 (ru) | Способ полирования деталей из титановых сплавов | |
| FR2649125A1 (fr) | Procede pour produire une couche abrasive sur le bout d'une ailette d'un turbomoteur realisee en alliage de titane | |
| RU2699495C1 (ru) | Способ последовательного электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| RU2697757C1 (ru) | Способ сухого локального электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| JP2009235539A (ja) | アルミニウム部材の陽極酸化処理方法 | |
| RU2355829C2 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования металлических изделий | |
| US9023188B2 (en) | Component production method | |
| US11001927B2 (en) | Method of forming corrosion resistant coating and related apparatus | |
| JP2008095192A (ja) | ニオブ及びタンタルの電解研磨方法 | |
| RU2694935C1 (ru) | Способ последовательного электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и рабочая емкость для его реализации | |
| RU2693236C1 (ru) | Способ полирования лопаток блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов | |
| RU2461667C1 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования деталей из титана и титановых сплавов | |
| RU2706263C1 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования изделий из титановых и железохромоникелевых сплавов | |
| RU2693235C1 (ru) | Устройство для электролитно-плазменного полирования лопаток блиска | |
| WO2007142550A1 (en) | Method for vacuum-compression micro-plasma oxidation and device for carrying out said method | |
| RU2495966C1 (ru) | Способ полирования деталей из титановых сплавов | |
| JP6078851B2 (ja) | アルミニウム材の電解研磨処理方法 | |
| US3546084A (en) | Cleaning method for jet engine parts | |
| RU2664994C1 (ru) | Электролит для электролитно-плазменного полирования деталей из тугоплавких сплавов | |
| RU132083U1 (ru) | Установка для электролитно-плазменной обработки металлических изделий |