RU2694941C1 - Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации - Google Patents
Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694941C1 RU2694941C1 RU2018135803A RU2018135803A RU2694941C1 RU 2694941 C1 RU2694941 C1 RU 2694941C1 RU 2018135803 A RU2018135803 A RU 2018135803A RU 2018135803 A RU2018135803 A RU 2018135803A RU 2694941 C1 RU2694941 C1 RU 2694941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- working container
- blisk
- blade
- container
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 39
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract 1
- 102220411551 c.74G>T Human genes 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000614028 Vespa velutina Phospholipase A1 verutoxin-1 Proteins 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 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
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/06—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers
- B24B31/064—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers the workpieces being fitted on a support
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/22—Polishing of heavy metals
- C25F3/26—Polishing of heavy metals of refractory metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00
- B24B31/14—Abrading-bodies specially designed for tumbling apparatus, e.g. abrading-balls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрополированию лопаток блисков и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин, а также в качестве подготовительной операции перед ионно-имплантационным модифицированием поверхности детали и нанесением защитных ионно-плазменных покрытий. Способ включает заполнение рабочего контейнера электропроводящими пористыми гранулами из сульфированного сополимера стирол-дивинил бензола, заполненные электролитом, закрепление блиска с возможностью вращения на держателе и последовательное погружение каждой лопатки блиска в контейнер с вибрирующими электропроводящими гранулами. Блиск подключают к аноду, а гранулы к катоду. Используют рабочий контейнер в виде коробки, выполненный с возможностью одеваться без касания на лопатку блиска. Рабочий контейнер для электрополирования лопаток блиска выполняют из электропроводного материала в виде коробки с открытым верхом. Контейнер выполняют электроизолированным с внешней стороны и с верхней его открытой стороны, снабженным вибратором, и устройством для его возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего его одевание с зазором на лопатку блиска. Технический результат: повышение качества обработки и однородности обработки поверхности деталей. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электрополированию лопаток блисков и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин, а также в качестве подготовительной операции перед ионно-имплантационным модифицированием поверхности детали и нанесением защитных ионно-плазменных покрытий.
Рабочие лопатки компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям значительных динамических и статических нагрузок, а также 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.
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.
Известен также способ электролитно-плазменного полирования деталей из титановых сплавов [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, а также к повышению его трудоемкости.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ ионного полирования металлической детали, заключающийся в заполнении электропроводящими гранулами рабочий контейнер установки, выполненный их электропроводного материала, закрепление детали на держателе, погружении детали в электропроводящие гранулы, заполняющие контейнер, подключении детали к аноду, а контейнера к катоду. [WO 2017186992 - |Method for smoothing and polishing metals via ion transport by means of free solid bodies, and solid bodies for carrying out said method. Опубл. 2017.11.02]. Причем взаимодействие обрабатываемой поверхности детали с гранулами обеспечивается за счет постоянного трения детали о гранулы и полирование до получения заданной шероховатости поверхности детали.
Однако известный способ [WO 2017186992] не позволяет обеспечить высокое качество поверхности детали за счет неравномерности взаимодействия гранул с обрабатываемой поверхностью.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является рабочий контейнер для электрополирования лопаток блиска включающий рабочий контейнер, выполненный из электропроводного материала [WO 2017186992 - |Methodforsmoothingandpolishingmetalsviaiontransportbvmeansoffreesolidbodies, andsolidbodiesforcarrvingoutsaidmethod. Опубл. 2017.11.02].
Однако это устройство [WO 2017186992] 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.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества обработки и надежности процесса полирования лопаток блисков за счет обеспечения равномерного взаимодействия гранул с поверхностью обрабатываемой детали и уменьшения площади обработки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества и однородности обработки поверхности деталей.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе электрополирования лопаток блиска, включающем заполнение электропроводящими гранулами рабочего контейнера, закрепление блиска на держателе, погружении блиска в электропроводящие гранулы, заполняющие рабочий контейнер, подключении блиска к аноду, а гранул к катоду и полирование до получения заданной шероховатости поверхности лопаток блиска в отличие от прототипа используют рабочий контейнер в виде коробки, выполненной с возможностью одеваться с зазором без касания на лопатку блиска и электроизолированную с внешней стороны и с верхней его открытой стороны, а блиск закрепляют на держателе с возможностью его поворота вокруг своей оси, устанавливают текущую лопатку блиска перед рабочим контейнером, а погружение блиска в электропроводящие гранулы осуществляют одеванием рабочего контейнера на текущую лопатку при его вибрации, обеспечивающий колебание электропроводящих гранул внутри рабочего контейнера, причем в процессе полирования обеспечивают колебательные движения гранул во всем объеме рабочего контейнера, а после окончания обработки текущей лопатки, снимают рабочий контейнер с обработанной лопатки, поворачивают держателем блиск на шаг, равный шагу расположения лопаток на блиске и рабочий контейнер вновь при его вибрации одевается на очередную обрабатываемую лопатку, причем указанный цикл повторяют до окончания полирования всех лопаток блиска.
Кроме того возможны следующие приемы способа: используют рабочий контейнер выполненный из электропроводного материала, а подключение гранул к катоду производят за счет их контакта с поверхностью контейнера; колебательные движения гранул, обеспечивают вибрацией контейнера, совершающего колебательные движения в двух плоскостях с частотой от 15…40 кГц, амплитудой от 2 до 8 мм; в качестве гранул используют, либо сферические частицы диаметром от 0,4 до 1,2 мм, либо овальные частицы размерами от 0,3 до 1,4 мм; используют пористые гранулы из материала, обеспечивающего заполнение пор электролитом без образования пленки электролита на внешней поверхности гранулы; в качестве материала гранул используют сульфированный сополимер стирол-дивинилбензола; полирование осуществляют в среде аргона, а 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; полирование проводят при плотности тока от 0,2-10 А/см2.
Поставленная задача решается также за счет того, что рабочий контейнер для электрополирования лопаток блиска выполненный из электропроводного материала в виде коробки с открытым верхом, в отличие от прототипа контейнер выполнен электроизолированным с внешней стороны и с верхней его открытой стороны, снабжен вибратором и устройством для его возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего его одевание с зазором на лопатку блиска.
Кроме того, возможны следующие дополнительный элемент рабочего контейнера: открытая часть рабочего контейнера снабжена эластичным уплотнительным элементом, выполненным с возможностью герметизировать полость рабочего контейнера при его одевании на лопатку блиска.
Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются представленными ниже примерами.
Изобретение поясняется следующей схемой. На фиг. 1-3 показан процесс электрополирования лопатки блиска (приведен фрагмент блиска). На фиг. 1 представлен блиск перед полированием текущей лопатки, на фиг. 2 - блиск в процессе полирования текущей лопатки, на фиг. 3 - блиск, после окончания полирования текущей лопатки. Фигуры 1-3 содержат: 1 - блиск; 2 - лопатка блиска; 3 - текущая (обрабатываемая) лопатка блиска; 4 - рабочий контейнер; 5 - электропроводные гранулы; 6 - внешний контейнер установки полирования. (Стрелками показано направление перемещения рабочего контейнера)
Заявляемый способ электрополирования лопаток блиска осуществляется следующим образом (фиг. 1-3). Обрабатываемый блиск 1 закрепляют на держателе (не показан) погружают в рабочий контейнер 4 с электропроводящими гранулами 5, прикладывают к обрабатываемому блиску 1 положительный электрический потенциал (анод), а к электропроводящим гранулам - отрицательный электрический потенциал (катод), придают электропроводящим гранулам 5 колебательное движение по одному из выбранных режимов (колебательные движения в двух плоскостях с частотой от 15…40 кГц, амплитудой от 2 до 8 мм). При этом колебательные движения электропроводящих гранул 5 могут быть созданы за счет колебательных движений рабочего контейнера 4 или блиска 1. Блиск 1 закрепляют на держателе с возможностью поворота блиска 1 вокруг своей оси, устанавливают текущую лопатку блиска 3 перед рабочим контейнером 4 (фиг. 1), а погружение текущей лопатки блиска 3 в электропроводящие гранулы 4 осуществляют одеванием рабочего контейнера 4 на текущую лопатку блиска 3 при его вибрации, обеспечивающей колебание электропроводящих гранул 5 внутри рабочего контейнера 4 (фиг. 2). Причем в процессе полирования текущей лопатки блиска 3 обеспечивают колебательные движения гранул во всем объеме рабочего контейнера, а после окончания обработки текущей лопатки блиска 3, рабочий контейнер 4 сходит с текущей лопатки блиска 4 (фиг. 3), держатель поворачивает блиск 1 вокруг его оси на шаг, равный шагу расположения лопаток 2 на блиске 1 и рабочий контейнер 4 вновь при его вибрации одевается на очередную обрабатываемую лопатку, которая становится текущей (обрабатываемой в данный момент) лопаткой 3. Указанный цикл последовательного полирования лопаток блиска 2 повторяют до окончания полирования всех лопаток блиска 2.
Для полирования каждой лопатки блиска 2 используют рабочий контейнер 4 в виде коробки, выполненной с возможностью одеваться с зазором без касания на текущую (обрабатываемую в данный момент) лопатку блиска 3. Рабочий контейнер 4 выполняют электроизолированным с внешней его стороны и с верхней его открытой стороны. Причем для лучшей герметизации рабочего контейнера 4, с целью устранения возможности выпадения из него электропроводящих гранул 5, рабочий контейнер 4 снабжают в его открытой верхней части эластичным уплотнительным элементом, обеспечивающим плотное прижатие рабочего контейнера 4 к поверхности блиска 1.
Процесс полирования может осуществляться при плотности тока 0,2-10 А/см2. В качестве электропроводящих гранул 5 могут использоваться, либо сферические частицы диаметром от 0,4 до 1,2 мм, либо овальные частицы размерами от 0,3 до 1,4 мм, а также пористые гранулы 5 из материала, обеспечивающего заполнение пор электролитом без образования пленки электролита на внешней поверхности гранулы 5, например, гранулы 5 выполненные из сульфированный сополимер стирол-дивинилбензола. Полирование может осуществляться в среде аргона, особенно при полировании деталей из титана и титановых сплавов, в частности лопаток блиска 2 турбины. При полировании блиска 1 из титанового сплава в качестве электролита может использоваться водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л. Кроме того, в процессе полирования может дополнительно производится относительное движение обрабатываемого блиска 1 и рабочего контейнера 4 в режимах колебательного движения, возвратно-поступательного движения, либо их сочетания. Внешний контейнер установки полирования используется для сбора выпавших из рабочего контейнера 4 электропроводящих гранул 5 и в качестве защитного кожуха. Процесс полирования осуществляют до получения заданной величины шероховатости поверхности лопаток блиска 2.
Колебательные движения электропроводящих гранул 5 позволяют обеспечить равномерное воздействие на всю обрабатываемую поверхность текущей лопатки 3 и тем самым повысить качество и однородность ее поверхности. Кроме того, за счет создание однородных условий для всего объема гранул обеспечивается равномерное протекание электрических процессов, в частности ионного переноса при обработки лопатки. Использование только взаимного перемещения детали и гранул не может обеспечить равномерности из-за разности скоростей взаимодействия поверхности детали с гранулами (например, при простом вращении детали в среде гранул, когда линейная скорость относительного движения между гранулами и деталью, в зависимости от удаления от центра вращения детали до ее периферии).
При осуществлении способа происходят следующие процессы. При колебании массы гранул происходят их столкновения с обрабатываемой поверхностью детали (бомбардировка поверхности). При этом столкновения между гранулами происходят также и во всем объеме рабочего контейнера, создавая таким образом для всего объема гранул равномерные условия протекания электрических процессов. При этом электрические процессы между деталью (анодом) и гранулами (катодом) происходят за счет контакта массы электропроводных гранул друг с другом и с находящимся под отрицательным потенциалом рабочего контейнера и/или введенных в массу гранул электродов (катодов), находящихся под отрицательным потенциалом. При столкновениях гранул с микровыступами на обрабатываемой поверхности детали происходит ионный унос массы с микровыступов, в результате чего происходит выравнивание поверхности, уменьшается ее шероховатость и происходит полирование поверхности.
Пример. Обработке подвергали лопатки блиска из титанового сплава марки ВТ9. Обрабатываемые лопатки блиска последовательно погружали в рабочий контейнер с пористыми сферическими гранулами размерами от 0,6 до 0,8 мм, выполненными из сульфированного сополимера стирол-дивинилбензола. Полирование производили в среде аргона. В качестве электролита-заполнителя гранул использовали водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - 6 г/л и KF - 33 г/л. Прикладывали к детали положительное, а к гранулам (через корпус контейнера) - отрицательное напряжение. Процесс полирования проводили при непрерывном колебательном движении гранул амплитудой 22 кГц. Процесс полирования проводили при плотности тока 1,8 А/см2.
Условия обработки по способу-прототипу [WO 2017186992] были следующие. Взаимодействие лопаток блиска и гранул за счет вращения блиска в объеме гранул. Обрабатываемые лопатки погружали рабочий контейнер с пористыми сферическими гранулами размерами от 0,6 до 0,8 мм, выполненными из сульфированного сополимера стирол-
дивинилбензола. Рабочий контейнер обеспечивал погружение сразу нескольких лопаток блиска в гранулы. Полирование производили в среде аргона. В качестве электролита-заполнителя гранул использовали водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - 6 г/л и KF - 33 г/л. Прикладывали к детали положительное, а к гранулам (через корпус контейнера) - отрицательное напряжение. Процесс полирования проводили при плотности тока 1,8 А/см2.
Сравнивались величины шероховатости на различных участках детали после сравниваемых способах обработки. Исходная шероховатость поверхности деталей составляла Ra 0,72 мкм. После обработки разброс шероховатости на различных участках поверхности обработанных деталей составляла: для прототипа от Ra 0,14 мкм до Ra 0, 28 мкм, для обработанных по предлагаемому способу от Ra 0,12 мкм до Ra 0, 16 мкм. Кроме того, при обработке по способу-прототипу наблюдался перегрев среды гранул и блиска из-за необходимости использования большей энергии, поскольку площадь обработки в этом случае была значительно большей, чем по предлагаемому способу.
Кроме того, были проведены исследования следующих режимов обработки деталей из титановых сплава, (ВТ-1, ВТ3-1, ВТ8). За отрицательный результат принимался режим обработки дающий разброс значений шероховатости по поверхности детали более ΔRa 0,05 мкм. Колебательное движение гранул - удовлетворительный результат (У.Р.), обеспечение только трения гранул о поверхность обрабатываемой детали неудовлетворительный результат (Н.Р.). Колебательные движения в двух плоскостях с частотой: 12 кГц (Н.Р.), 15 кГц (У.Р.), 25 кГц (У.Р.), 30 кГц (У.Р.), 35 кГц (У.Р.), 40 кГц (У.Р.), 45 кГц (Н.Р.).
Размеры и форма гранул: сферические частицы диаметром: 0,2 мм (Н.Р.), 0,4 мм (У.Р.), 0,6 мм (У.Р.), 0,8 мм (У.Р.), 1,2 мм (У.Р.), 0, 14 мм (Н.Р.). Овальные частицы размерами от 0,3 до 1,4 мм. 0,2 мм (Н.Р.), 0,3 мм (У.Р.), 0,5 мм (У.Р.), 0,8 мм (У.Р.), 1,2 мм (У.Р.), 1,4 мм (У.Р.), 0, 16 мм (Н.Р.).
Улучшение качества электрополирования лопаток блиска по предлагаемому способу, во всех проведенных случаях обработки указывает на то, что использование способа электрополирования лопаток блиска, включающего следующие признаки: заполнение электропроводящими гранулами рабочего контейнера; закрепление блиска на держателе; погружении блиска в электропроводящие гранулы, заполняющие рабочий контейнер; подключении блиска к аноду, а гранул к катоду и полирование до получения заданной шероховатости поверхности лопаток блиска; использование рабочего контейнера в виде коробки, выполненной с возможностью одеваться с зазором без касания на лопатку блиска и электроизолированный с внешней стороны и с верхней его открытой стороны; закрепление блиска на держателе с возможностью его поворота вокруг своей оси; устанавка текущей лопатки блиска перед рабочим контейнером; погружение блиска в электропроводящие гранулы одеванием рабочего контейнера на текущую лопатку при его вибрации, обеспечивающей колебание электропроводящих гранул внутри рабочего контейнера; обеспечение в процессе полирования колебательных движений гранул во всем объеме рабочего контейнера; снятие после окончания обработки текущей лопатки, рабочего контейнера с обработанной лопатки; поворот держателем блиска на шаг, равный шагу расположения лопаток на блиске; одевание рабочего контейнера вновь при его вибрации на очередную обрабатываемую лопатку; повторение указанного цикла до окончания полирования всех лопаток блиска, а также использование следующих признаков способа: используют рабочий контейнер выполненный из электропроводного материала, а подключение гранул к катоду производят за счет их контакта с поверхностью контейнера; колебательные движения гранул, обеспечивают вибрацией рабочего контейнера, совершающего колебательные движения в двух плоскостях с частотой от 15…40 кГц, амплитудой от 2 до 8 мм; в качестве гранул используют, либо сферические частицы диаметром от 0,4 до 1,2 мм, либо овальные частицы размерами от 0,3 до 1,4 мм; используют пористые гранулы из материала, обеспечивающего заполнение пор электролитом без образования пленки электролита на внешней поверхности гранулы; в качестве материала гранул используют сульфированный сополимер стирол-дивинилбензола; полирование осуществляют в среде аргона, а 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; полирование проводят при плотности тока от 0,2-10 А/см2, а также использование рабочего контейнера для электрополирования лопаток блиска выполненного из электропроводного материала в виде коробки с открытым верхом, электроизолированным с внешней стороны и с верхней его открытой стороны, снабженным вибратором, и устройством для его возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего его одевание с зазором на лопатку блиска, с открытой частью рабочего контейнера снабженной эластичным уплотнительным элементом, выполненным с возможностью герметизации полости рабочего контейнера при его одевании на лопатку блиска, позволяют достичь технического результата заявляемого способа - повышение качества и однородности обработки поверхности деталей.
Claims (11)
1. Способ электрополирования лопаток блиска, включающий заполнение рабочего контейнера электропроводящими пористыми гранулами, выполненными из сульфированного сополимера стирол-дивинил бензола и заполненными электролитом, закрепление блиска на держателе, погружение блиска в электропроводящие гранулы, заполняющие рабочий контейнер, подключение блиска к аноду, а гранул к катоду, и полирование до получения заданной шероховатости поверхности лопаток блиска, отличающийся тем, что используют рабочий контейнер в виде коробки, выполненной с возможностью одевания с зазором без касания на лопатку блиска и электроизолированный с внешней стороны и с верхней его открытой стороны, а блиск закрепляют на держателе с возможностью его поворота вокруг своей оси, устанавливают текущую лопатку блиска перед рабочим контейнером, а погружение блиска в электропроводящие гранулы осуществляют одеванием рабочего контейнера на текущую лопатку при его вибрации, обеспечивающей колебание электропроводящих гранул внутри рабочего контейнера, причем в процессе полирования обеспечивают колебательные движения гранул во всем объеме рабочего контейнера, а после окончания обработки текущей лопатки снимают рабочий контейнер с обработанной лопатки, поворачивают держателем блиск на шаг, равный шагу расположения лопаток на блиске, и рабочий контейнер вновь при его вибрации одевают на очередную обрабатываемую лопатку, причем указанный цикл повторяют до окончания полирования всех лопаток блиска.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют рабочий контейнер, выполненный из электропроводного материала, а подключение гранул к катоду производят за счет их контакта с поверхностью контейнера.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колебательные движения гранул обеспечивают вибрацией рабочего контейнера, совершающего колебательные движения в двух плоскостях с частотой от 15 - 40 кГц и амплитудой от 2 до 8 мм.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что колебательные движения гранул обеспечивают вибрацией рабочего контейнера, совершающего колебательные движения в двух плоскостях с частотой от 15- 40 кГц и амплитудой от 2 до 8 мм.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве гранул используют сферические частицы диаметром от 0,4 до 1,2 мм или овальные частицы размерами от 0,3 до 1,4 мм.
6. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что используют пористые гранулы из материала, обеспечивающего заполнение пор электролитом без образования пленки электролита на внешней поверхности гранулы.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что полирование осуществляют в среде аргона, а в качестве блиска используют блиск турбины из титанового сплава.
8. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что 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.
9. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что полирование проводят при плотности тока от 0,2-10,0 А/см2.
10. Рабочий контейнер для электрополирования лопаток блиска, выполненный из электропроводного материала в виде коробки с открытым верхом и заполненный электропроводящими пористыми гранулами, выполненными из сульфированного сополимера стирол-дивинил бензола и заполненными электролитом, отличающийся тем, что он выполнен электроизолированным с внешней стороны и с верхней открытой стороны, снабжен вибратором и устройством для возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего одевание контейнера с зазором на лопатку блиска.
11. Рабочий контейнер по п. 10, отличающийся тем, что открытая часть рабочего контейнера снабжена эластичным уплотнительным элементом, выполненным с возможностью герметизировать полость рабочего контейнера при его одевании на лопатку блиска.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135803A RU2694941C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135803A RU2694941C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2694941C1 true RU2694941C1 (ru) | 2019-07-18 |
Family
ID=67309217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018135803A RU2694941C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2694941C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710087C1 (ru) * | 2019-10-17 | 2019-12-24 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ обработки перфорационных отверстий в полых лопатках турбомашины и установка для его реализации |
| RU2730306C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-08-21 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ сухого электрополирования детали |
| RU2731705C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-09-08 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования металлической детали |
| RU2734206C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-10-13 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ ионного полирования детали |
| RU2755908C1 (ru) * | 2021-01-09 | 2021-09-22 | Аскар Джамилевич Мингажев | Установка для электрополирования лопатки турбомашины |
| RU2769105C1 (ru) * | 2021-09-16 | 2022-03-28 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ сухого электрополирования лопатки турбомашины |
| ES2904576A1 (es) * | 2021-10-20 | 2022-04-05 | Drylyte Sl | Medio electrolitico para electropulido y metodo de electropulido con dicho medio |
| RU2815259C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2024-03-12 | Стерос Гпа Инновейтив, С.Л. | Устройство для электрополировки множества свободно перемещающихся деталей посредством твердых электролитов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493947C2 (ru) * | 2008-03-31 | 2013-09-27 | Снекма | Усовершенствованный способ изготовления цельного ротора типа "блиск" с вспомогательным опорным кольцом для лопаток, расположенным на расстоянии от их кромок |
| RU2495966C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ полирования деталей из титановых сплавов |
| WO2017186992A1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso |
| RU2655563C1 (ru) * | 2017-08-18 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ защиты блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии |
-
2018
- 2018-10-09 RU RU2018135803A patent/RU2694941C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493947C2 (ru) * | 2008-03-31 | 2013-09-27 | Снекма | Усовершенствованный способ изготовления цельного ротора типа "блиск" с вспомогательным опорным кольцом для лопаток, расположенным на расстоянии от их кромок |
| RU2495966C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ полирования деталей из титановых сплавов |
| WO2017186992A1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso |
| RU2655563C1 (ru) * | 2017-08-18 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ защиты блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710087C1 (ru) * | 2019-10-17 | 2019-12-24 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ обработки перфорационных отверстий в полых лопатках турбомашины и установка для его реализации |
| RU2815259C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2024-03-12 | Стерос Гпа Инновейтив, С.Л. | Устройство для электрополировки множества свободно перемещающихся деталей посредством твердых электролитов |
| RU2730306C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-08-21 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ сухого электрополирования детали |
| RU2731705C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-09-08 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ электрополирования металлической детали |
| RU2734206C1 (ru) * | 2020-03-10 | 2020-10-13 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ ионного полирования детали |
| RU2755908C1 (ru) * | 2021-01-09 | 2021-09-22 | Аскар Джамилевич Мингажев | Установка для электрополирования лопатки турбомашины |
| RU2769105C1 (ru) * | 2021-09-16 | 2022-03-28 | Аскар Джамилевич Мингажев | Способ сухого электрополирования лопатки турбомашины |
| ES2904576A1 (es) * | 2021-10-20 | 2022-04-05 | Drylyte Sl | Medio electrolitico para electropulido y metodo de electropulido con dicho medio |
| WO2023067214A1 (es) * | 2021-10-20 | 2023-04-27 | Drylyte, S.L. | Medio electrolítico para electropulido y método de electropulido con dicho medio |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2694941C1 (ru) | Способ электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| RU2700229C1 (ru) | Способ электрополирования лопаток блиска | |
| RU2697757C1 (ru) | Способ сухого локального электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| JP3304104B2 (ja) | ガスタービンブレードの製造方法 | |
| RU2700226C1 (ru) | Способ электрополирования металлической детали | |
| RU2699495C1 (ru) | Способ последовательного электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для его реализации | |
| US11697154B2 (en) | Polishing method for inner wall of hollow metal part | |
| Du et al. | Research on the electrolytic-magnetic abrasive finishing of nickel-based superalloy GH4169 | |
| RU2716330C1 (ru) | Способ обработки перфорационных отверстий и внутренней полости лопатки турбомашины | |
| Ablyaz et al. | Electrolytic plasma surface polishing of complex components produced by selective laser melting | |
| TW546725B (en) | Ultrasonic cleaning method for semiconductor manufacturing equipment | |
| RU2697751C1 (ru) | Способ изготовления перфорационных отверстий в полой лопатке турбины из жаропрочного сплава | |
| RU2715395C1 (ru) | Способ электрополирования лопаток блиска и устройство для его реализации | |
| RU2710087C1 (ru) | Способ обработки перфорационных отверстий в полых лопатках турбомашины и установка для его реализации | |
| RU2697759C1 (ru) | Способ электрохимической обработки внутреннего канала металлической детали и электрод-инструмент для его реализации | |
| RU2694684C1 (ru) | Способ электролитно-плазменного полирования лопаток блиска турбомашин и эластичный чехол для его реализации | |
| RU2655563C1 (ru) | Способ защиты блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии | |
| RU2724734C1 (ru) | Способ электрополирования детали | |
| RU2715396C1 (ru) | Способ электрополирования лопатки гтд из легированной стали и устройство для его реализации | |
| RU2621744C2 (ru) | Способ электролитно-плазменной обработки изделий, изготовленных с применением аддитивных технологий | |
| RU2731705C1 (ru) | Способ электрополирования металлической детали | |
| RU2769105C1 (ru) | Способ сухого электрополирования лопатки турбомашины | |
| RU2693235C1 (ru) | Устройство для электролитно-плазменного полирования лопаток блиска | |
| RU2719217C1 (ru) | Способ электрополирования моноколеса с лопатками и устройство для его реализации | |
| RU2715398C1 (ru) | Способ электрополирования детали |