RU2699495C1 - Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation - Google Patents
Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699495C1 RU2699495C1 RU2018139563A RU2018139563A RU2699495C1 RU 2699495 C1 RU2699495 C1 RU 2699495C1 RU 2018139563 A RU2018139563 A RU 2018139563A RU 2018139563 A RU2018139563 A RU 2018139563A RU 2699495 C1 RU2699495 C1 RU 2699495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blisk
- granules
- blades
- blade
- electrically conductive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии электрополирования деталей сложной формы и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток блиска компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин.The invention relates to the technology of electropolishing of parts of complex shape and can be used in turbomachinery when processing blades of blisk of compressors of gas turbine engines, to provide the necessary physical, mechanical and operational properties of parts of turbomachines.
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.The working blades of the compressor of a gas turbine engine (GTE) during operation are exposed to significant dynamic and static loads, as well as erosive 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 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 are highly sensitive to voltage 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 C25F 3/16, опубл. 06.08.86., а также Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3].The most promising methods for processing turbomachine blades are electrochemical methods of polishing surfaces [Griliches S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Effect on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987.], while the methods of electrolyte-plasma polishing (EPP) of the details are of the greatest interest for the field under consideration [for example, Patent GDR (DD) No. 238074 (A1), IPC
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.]A known method of polishing metal surfaces, including anodic processing in an electrolyte [RB Patent No. 1132, IPC
Известные способы электрохимического полирования не позволяют производить качественное полирование поверхности лопаток блисков.Known methods of electrochemical polishing do not allow high-quality polishing of the surface of blades of blisk.
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.There is also a method of electrolyte-plasma polishing of parts made of titanium alloys [RF Patent No. 2373306, IPC
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.However, the known method [RF Patent No. 2373306, IPC
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].The closest technical solution to the claimed method is a method of ion polishing a metal part, which consists in filling the working container of the installation with electrically conductive granules, made of electrically conductive material, fixing the part on the holder, immersing the part in electrically conductive granules filling the container, connecting the part to the anode, and the container to cathode. [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. Publ. 2017.11.02].
Однако известный способ [WO 2017186992] не позволяет обеспечить высокое качество поверхности детали за счет неравномерности взаимодействия гранул с обрабатываемой поверхностью лопаток блиска.However, the known method [WO 2017186992] does not allow to ensure high quality of the surface of the part due to the uneven interaction of the granules with the treated surface of the blades of blisk.
Кроме того, способ-прототип [WO 2017186992] не может быть применен к обработке 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 блиска. При этом 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.In addition, the prototype method [WO 2017186992] cannot be applied to the processing of blisk, having large dimensions, since when processing products having a significant surface area, an excessive amount of heat is generated, which makes the process unstable and leads to defects on the surface of the blades of blisk. At the same time, the processing of large products, which include blades of a gas turbine compressor, requires a significant amount of electricity and, when the polishing process is implemented under these conditions, the efficiency decreases sharply. processing.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является рабочий контейнер для электрополирования лопаток блиска включающий рабочий контейнер, выполненный из электропроводного материала [WO 2017186992 - |Methodforsmoomingandpolishingmetalsviaiontransportbvmeansoffreesolidbodies, andsolidbodiesforcarrvingoutsaidmethod. Опубл. 2017.11.02].The closest technical solution to the claimed device is a working container for electropolishing blisk blades comprising a working container made of electrically conductive material [WO 2017186992 - | Methodforsmoomingandpolishingmetalsviaiontransportbvmeansoffreesolidbodies, andsolidbodiesforcarrvingoutsaidmethod. Publ. 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. К тому же использование электропроводящего контейнера увеливает риск возникновения дефектов на обрабатываемых лопатках в результате контакта контейнера с поверхностью лопаток.However, this device [WO 2017186992] cannot be applied to the processing of blades of blisk, having large dimensions, since when processing products having a significant surface area, an excessive amount of heat is generated, which makes the process unstable and leads to defects on the surface of the blades. In addition, the processing of large products, which include blades of a gas turbine compressor, requires a significant amount of electricity, and when the polishing process is implemented under these conditions, the efficiency decreases sharply. processing. In addition, the use of an electrically conductive container increases the risk of defects on the blades being processed as a result of the contact of the container with the surface of the blades.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности процесса полирования лопаток блисков за счет снижения тепловыделений, а также качества и однородности обработки их поверхности за счет обеспечения равномерного взаимодействия гранул с обрабатываемой поверхностью лопатки и уменьшения ее одновременно обрабатываемой площадиThe problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the process of polishing blades of blisk by reducing heat, as well as the quality and uniformity of processing of their surface by ensuring uniform interaction of granules with the treated surface of the blade and reducing its simultaneously processed area
Техническим результатом предлагаемого изобретения повышение надежности процесса полирования лопаток блисков, качества и однородности обработки их поверхности, а также снижения энергозатрат при обработке лопаток блиска.The technical result of the invention improves the reliability of the process for polishing blisk blades, the quality and uniformity of processing of their surface, as well as reducing energy consumption when processing blades of blisk.
Технический результат достигается за счет того, что в способе последовательного электрополирования электрополирования лопаток блиска, включающем закрепление блиска на держателе, погружении лопаток блиска в электропроводящие гранулы, заполняющие рабочий контейнер, подключении блиска к аноду, а электропроводящих гранул к катоду и полирование до получения заданной шероховатости поверхности лопаток блиска в отличие от прототипа в качестве рабочего контейнера используют эластичный трубчатый чехол из электроизоляционного материала, длина которого превышает высоту обрабатываемой лопатки блиска, с расположенным внутри чехла, по крайней мере одним электродом, ориентируют продольную ось блиска в горизонтальном направлении, по крайней мере, на одну обрабатываемую верхнюю лопатку блиска одевают упомянутый эластичный трубчатый чехол и через открытую верхнюю часть эластичного трубчатого чехла заполняют его электропроводящими гранулами, 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 электропроводящими гранулами, приводят электропроводящие гранулы в вибрационное движение и возвратно-поступательном движение в направлении вдоль спинки и корыта лопатки, обеспечивающее равномерное омывание электропроводящими гранулами спинки и корыта лопатки, подают на блиск положительный, а на электропроводящие гранулы через электрод эластичного трубчатого чехла отрицательный электрический потенциал и ведут обработку до получения заданной шероховатости поверхности лопатки блиска, затем удаляют гранулы из упомянутого эластичного трубчатого чехла, снимают эластичный трубчатый чехол с обработанной лопатки, одевают его на следующую лопатку блиска и повторяют указанный цикл до полной обработки всех лопаток блиска.The technical result is achieved due to the fact that in the method of sequentially electro polishing the blades of blades, including fixing the blisk on the holder, immersing the blades of blisk in the electrically conductive granules filling the working container, connecting the blisk to the anode, and the electrically conductive granules to the cathode and polishing until the desired surface roughness is obtained blisk blades, unlike the prototype, use an elastic tubular cover made of insulating material as a working container for which exceeds the height of the blisk blade to be processed, with at least one electrode located inside the cover, the longitudinal axis of the blisk is oriented in the horizontal direction, said elastic tubular cover is put on at least one top blisk to be processed and through the open upper part of the elastic tubular cover fill it with electrically conductive granules, expanding it within the interscapular space between the treated blisk blade and two adjacent, on both sides, blades and blisk, provide contact of the entire polished surface of the blisk blade to be processed with electrically conductive granules, cause electrically conductive granules to vibrate and reciprocate in the direction along the back and trough of the blade, which ensures uniform washing of electrically conductive granules of the back and trough of the blade, positive, and on the electrically conductive granules through the electrode of the elastic tubular cover negative electrical potential and process until they are given th surface roughness blisks blade is then removed from the granules of said flexible tubular sheath, a flexible tubular cover is removed from the treated blade, wear it on the next blade blisks and said cycle is repeated until the complete processing of all the blades blisks.
Кроме того возможны следующие приемы способа: перед полированием лопатки, закрывают верхнюю частью эластичного трубчатого чехла после его заполнения электропроводящими гранулами; электропроводящие гранулы приводят в вибрационное движение за счет вибрации упомянутого эластичного трубчатого чехла, а возвратно-поступательное движение электропроводящих гранул в направлении вдоль спинки и корыта лопатки обеспечивают относительным перемещением блиска и эластичного трубчатого чехла; в качестве гранул используют, электропроводящие гранулы 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 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.In addition, the following methods are possible: before polishing the blades, close the upper part of the elastic tubular cover after filling it with electrically conductive granules; the electrically conductive granules are vibrated by vibration of said elastic tubular cover, and the reciprocating movement of the electrically conductive granules in the direction along the back and trough of the blade provide relative movement of the blisk and the elastic tubular cover; spherical particles with a diameter of 0.4 to 1.2 mm or oval particles with a size of 0.3 to 1.4 mm are used as granules, electrically conductive granules; use porous granules from a material that provides pore filling with electrolyte without forming an electrolyte film on the outer surface of the granule; a blisk of a titanium alloy turbine is used as a blisk, and an aqueous solution of a mixture of NH 4 F and KF with an NH 4 F content of 5 to 15 g / l and KF of 30 to 50 g / l are used as an electrolyte.
Технический результат достигается за счет того, что рабочий контейнердля электрополирования лопаток блиска выполненный из неэлектропроводного материала и содержащий во внутреннем рабочем объеме по крайней мере один электрод, подключенный к катоду в отличие от прототипа контейнер выполнен из эластичного материала в виде трубчатого чехла, 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.The technical result is achieved due to the fact that the working container for electropolishing blisk blades made of non-conductive material and containing in the internal working volume of at least one electrode connected to the cathode, in contrast to the prototype, the container is made of elastic material in the form of a tubular cover, dimensions and shape, providing coverage with a working gap of the entire treated surface of the blisk blade and its placement in the interscapular space between two adjacent from the processed blades weave blades.
Кроме того возможны следующие дополнительный элемент рабочего контейнера: эластичные стенки трубчатогочехла выполнены с зигзагообразными изгибами, образующими карманы, внутри которых размещены пружинные электроды, причем карманы обеспечивают закрытие электродов при свободном положении стенок чехла и их раскрытие при растяжении стенок чехла за счет распрямления гофров; рабочий контейнер снабжен эластичным уплотнительным элементом, обеспечивающим герметизацию его полости на границе его контакта с поверхностью обрабатываемого блиска, а также снабжен вибратором, и устройством для возвратно-поступательного перемещения рабочего контейнера.In addition, the following additional element of the working container is possible: the elastic walls of the tubular case are made with zigzag bends forming pockets, inside which spring electrodes are placed, and the pockets provide closing of the electrodes when the cover walls are in a free position and opening when the cover walls are stretched due to straightening of the corrugations; the working container is equipped with an elastic sealing element that provides sealing of its cavity at the boundary of its contact with the surface of the treated blisk, and is also equipped with a vibrator and a device for reciprocating movement of the working container.
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.
Изобретение поясняется следующей схемой. На фиг. 1-4 показан процесс электрополирования лопатки блиска и устройство эластичного трубчатого чехла (рабочего контейнера). На фиг. 1а, фиг. 2а и фиг. 3а и фиг. 4а представлен фрагмент блиска с эластичным трубчатого чехлом одетом на обработываемую лопатку блиска, а на фиг. 1b, фиг. 2b, фиг. 3b и фиг. 4b при расширении эластичного трубчатого чехла при заполнении его электропроводящими гранулами. На фиг. 2 показан также процесс заполнения эластичного трубчатого чехла электропроводящими гранулами. На фиг. 4 показана также стенка эластичного чехла с гибкими электродами, расположенными в карманах стенки эластичного трубчатого чехла (поперечное сечение лопаток блиска). Фиг. 1-4 содержат: 1 - блиск; 2 - лопатка блиска; 3 - обрабатываемая (текущая) лопатка блиска; 4 - эластичный трубчатый чехол (рабочий контейнер); 5 - электропроводящие гранулы; 6 - электрод; 7 - крышка; 8 - карманы.(Двойными стрелками показано возвратно-поступательное движение электропроводящих гранул; одинарными стрелками - направление движения электропроводящих гранул при заполнении чехла, волнистыми стрелками - вибрационное движение электропроводящих гранул.The invention is illustrated by the following scheme. In FIG. 1-4 shows the process of electropolishing blisk blades and the device of an elastic tubular cover (working container). In FIG. 1a, FIG. 2a and FIG. 3a and FIG. 4a, a blisk fragment with an elastic tubular cover is put on the blisk blade to be treated, and FIG. 1b, FIG. 2b, FIG. 3b and FIG. 4b when expanding an elastic tubular cover when filling it with electrically conductive granules. In FIG. 2 also shows the process of filling an elastic tubular sheath with electrically conductive granules. In FIG. 4 also shows the wall of an elastic cover with flexible electrodes located in the pockets of the wall of the elastic tubular cover (cross section of blisk blades). FIG. 1-4 contain: 1 - blisk; 2 - scapula blade; 3 - processed (current) blade blisk; 4 - elastic tubular cover (working container); 5 - electrically conductive granules; 6 - electrode; 7 - a cover; 8 - pockets. (The double arrows show the reciprocating motion of the electrically conductive granules; the single arrows indicate the direction of motion of the electrically conductive granules when filling the case, the wavy arrows indicate the vibrational motion of the electrically conductive granules.
Заявляемый способ электрополирования лопаток блиска осуществляется следующим образом.The inventive method of electropolishing blades blisk is as follows.
В качестве рабочего контейнера используют трубчатый эластичный чехол 4 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, фиг. 3а, фиг. 4а), заполняют эластичный трубчатый чехол 4 электропроводящими гранулами 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. 1b, фиг. 2b, фиг. 3b, фиг. 4b). (При необходимости можно аналогично одевать эластичный трубчатый чехол 4 на большее количество лопаток). При заполнении эластичного трубчатого чехла 4 электропроводящими гранулами 5 (фиг. 2, фиг. 4) необходимо обеспечивать полный охват ими полируемой поверхности обрабатываемой лопатки 3 блиска 1. Заполнение эластичного чехла 4 электропроводящими гранулами 5 можно производить, например, с использованием питателя, стыкующегося с трубчатым чехлом 4, позволяющим транспортировать электропроводящие гранулы 5 в рабочий объем эластичного чехла 4 (фиг. 2, фиг. 4). После заполнения эластичного чехла 4 электропроводящими гранулами 5 гранулы, его закрывают крышкой 7 (фиг. 2b) одним из известных способов, например при помощи вибратора, приводят в вибрационное движение (фиг. 1). Одновременно гранулам придают возвратно-поступательном движение в направлении вдоль спинки и корыта обрабатываемой лопатки 3, обеспечивающее равномерное омывание электропроводящими гранулами 5 спинки и корыта лопатки 3 (фиг. 4), после чего подают на блиск от анода и на электрод бэластичного чехла 4 от катода электрический ток и начинают обработку поверхности лопатки 3 до получения заданной шероховатости (фиг. 1, фиг. 4). При этом возвратно-поступательное движение электропроводящих гранул 5 могут быть созданы за счет возвратно-поступательных движений эластичного чехла 4 или блиска 1.После окончания обработки лопатки 3 из эластичного чехла 4 удаляют электропроводящие гранулы 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. В процессе полирования текущей лопатки 3 блиска 1 обеспечивают возвратно-поступательное движения гранул во всем объеме эластичного чехла 4.As a working container, a tubular
При полировании каждой лопатки 2 блиска 1 используют рабочий контейнер 4 в виде эластичного трубчатого чехла 4 выполненного из неэлектропроводного материала и содержащего во внутреннем рабочем объеме по крайней мере один электрод 6, подключенный к катоду. Эластичный чехол 4, размерами и формой должен обеспечивать охват с рабочим зазором всей обрабатываемой поверхности лопатки 3 блиска 1.When polishing each
При этом эластичный чехол 4 должен размещаться в межлопаточном пространстве между двумя соседними от обрабатываемой лопатки 3 лопатками 2 (фиг. 1а, фиг. 3а, фиг. 4а). При заполнении эластичного чехла 4 электропроводящими гранулами 5 он должен увеличиваться в объеме и заполнять указанное межлопаточное пространство(фиг. 1b, фиг. 3Ь, фиг. 4b).In this case, the
Стенки эластичного чехла 4 могут быть выполнены с зигзагообразными изгибами (фиг. 4), образующими карманы 8, внутри которых размещены пружинные электроды 6, причем карманы 8 обеспечивают закрытие электродов 6 при свободном положении стенок эластичного чехла 4 (фиг. 4а) и их раскрытие при растяжении стенок эластичного чехла 4 за счет распрямления гофров (фиг. 4b). Пружинные электроды 6, при расширении эластичного чехла 4 должны деформироваться вместе со стенками эластичного чехла 4. При одевании эластичного чехла 4 пружинные электроды 6 находятся в карманах 8 и не соприкасаются с поверхностью обрабатываемой лопатки 3 блиска 1. После заполнения эластичного чехла 4 электропроводящими гранулами 5 пружинные электроды 6 раскрываются за счет открытия карманов 8 и входят в контакт с электропроводящими гранулами 5.The walls of the
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 (эластичного чехла) 4 в режимах возвратно-поступательного движения. Процесс полирования осуществляют до получения заданной величины шероховатости поверхности лопаток блиска 1.The polishing process can be carried out at a current density of 0.2-10 A / cm 2 . As the electrically
Возвратно-поступательные 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.The reciprocating motion of the electrically
При осуществлении способа происходят следующие процессы. При возвратно-поступательном движении гранул происходят их столкновения с обрабатываемой поверхностью детали. 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.When implementing the method, the following processes occur. When the granules reciprocate, they collide with the workpiece surface. In this case, collisions between granules also occur in the entire volume of the working container, thus creating uniform conditions for the flow of electrical processes for the entire volume of granules. In this case, electrical processes between the part (anode) and granules (cathode) occur due to the contact of the mass of electrically conductive granules with each other and with the negative potential of the working container and / or the electrodes (cathodes) introduced into the mass of granules that are at a negative potential. In the collision of granules with microprotrusions on the workpiece surface, ionic ablation of the mass from microprotrusions occurs, as a result of which the surface is leveled, its roughness decreases and surface polishing occurs.
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. 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 пружинные электроды, находящиеся внутри стенок эластичного чехла) - отрицательное напряжение. Процесс полирования проводили при непрерывном колебательном движении гранул амплитудой 12 кГц. Процесс полирования проводили при плотности тока 1,7 А/см2.Example. Blisk blades of VT9 grade titanium alloy were subjected to treatment. The blisk blades to be processed were successively immersed in a working container with porous spherical granules from 0.6 to 0.8 mm in size, made of a sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer. An aqueous solution of a mixture of NH 4 F and KF with an NH 4 F content of 6 g / L and KF 33 g / L was used as an electrolyte-filler of the granules. It was applied to the part positive, and to the granules (through spring electrodes located inside the walls of the elastic case) - negative voltage. The polishing process was carried out with continuous oscillatory motion of granules with an amplitude of 12 kHz. The polishing process was carried out at a current density of 1.7 A / cm 2 .
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 всех лопаток блиска в гранулы. 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 1,7 А/см2.The processing conditions of the prototype method [WO 2017186992] were as follows. The interaction of blades of blisk and granules due to the rotation of blisk in the volume of granules. The blades being processed immersed a working container with porous spherical granules from 0.6 to 0.8 mm in size, made of a sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer. The working container ensured that all blisk blades were immersed in granules at once. An aqueous solution of a mixture of NH 4 F and KF with an NH 4 F content of 6 g / L and KF of 33 g / L was used as an electrolyte-filler of the granules. A positive voltage was applied to the part, and a negative voltage was applied to the granules (through the container body). The polishing process was carried out at a current density of 1.7 A / cm 2 .
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 0,16 мкм до Ra 0, 32 мкм, для обработанных по предлагаемому способу от Ra 0,12 мкм до Ra 0, 14 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.Roughness values were compared in different parts of the part after the compared processing methods. The initial surface roughness of the parts was Ra 0.72 μm. After processing, the dispersion of roughness in various parts of the surface of the machined parts was: for a prototype from Ra 0.16 μm to Ra 0, 32 μm, for processed by the proposed method from Ra 0.12 μm to Ra 0, 14 μm. In addition, when processing by the prototype method, overheating of the granules and blisk medium was observed due to the need to use more energy, since the processing area in this case was significantly larger than by the proposed method.
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. Возвратно-поступательные движения гранул - удовлетворительный результат (У.Р.), обеспечение только трения гранул о поверхность обрабатываемой детали при ее полном погружении неудовлетворительный результат (Н.Р.).In addition, studies were carried out on the following modes of processing parts made of titanium alloy (VT-1, VT3-1, VT8). A processing mode giving a scatter of roughness values on the surface of the part of more than ΔRa 0.05 μm was taken as a negative result. The reciprocating motion of the granules is a satisfactory result (U.R.), providing only friction of the granules on the surface of the workpiece with its full immersion unsatisfactory result (N.R.).
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.).The size and shape of the granules: spherical particles with a diameter of 0.2 mm (N.R.), 0.4 mm (U.R.), 0.6 mm (U.R.), 0.8 mm (U.R .), 1.2 mm (U.R.), 0, 14 mm (N.R.). Oval particles ranging in size from 0.3 to 1.4 mm. 0.2 mm (N.R.), 0.3 mm (U.R.), 0.5 mm (U.R.), 0.8 mm (U.R.), 1.2 mm (U .R.), 1.4 mm (U.R.), 0, 16 mm (N.R.).
Таким образом предложенные способ последовательного электрополирования лопаток блиска и рабочий контейнер для осуществления способа позволяют повысить надежность процесса полирования лопаток блисков, а также качество и однородность обработки их поверхности и снижения энергозатрат при обработке лопаток блиска.Thus, the proposed method of sequential electric polishing of blades of blisk and a working container for implementing the method can improve the reliability of the process of polishing blades of blisk, as well as the quality and uniformity of processing their surfaces and reduce energy consumption when processing blades of blisk.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139563A RU2699495C1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139563A RU2699495C1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2699495C1 true RU2699495C1 (en) | 2019-09-05 |
Family
ID=67851923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018139563A RU2699495C1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2699495C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722544C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-06-01 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of turbomachine hollow blade treatment with perforated holes |
| RU2730306C1 (en) * | 2020-02-28 | 2020-08-21 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of dry electrically polishing of part |
| ES2904576A1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-05 | Drylyte Sl | Electrolytic medium for electrospulide and electrospulide method with said medium (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| RU2815259C1 (en) * | 2020-02-04 | 2024-03-12 | Стерос Гпа Инновейтив, С.Л. | Device for electrolytic polishing of plurality of freely moving parts by means of solid electrolytes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168565C1 (en) * | 1999-12-30 | 2001-06-10 | Мирзоев Рустам Аминович | Process of electrochemical smoothing of metal articles |
| RU2373306C2 (en) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys |
| RU2495966C1 (en) * | 2012-07-03 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of grinding parts made from titanium alloys |
| WO2017186992A1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Method for smoothing and polishing metals via ion transport by means of free solid bodies, and solid bodies for carrying out said method |
-
2018
- 2018-11-08 RU RU2018139563A patent/RU2699495C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2168565C1 (en) * | 1999-12-30 | 2001-06-10 | Мирзоев Рустам Аминович | Process of electrochemical smoothing of metal articles |
| RU2373306C2 (en) * | 2007-06-25 | 2009-11-20 | ООО "НПП Уралавиаспецтехнология" | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys |
| RU2495966C1 (en) * | 2012-07-03 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Method of grinding parts made from titanium alloys |
| WO2017186992A1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Method for smoothing and polishing metals via ion transport by means of free solid bodies, and solid bodies for carrying out said method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722544C1 (en) * | 2019-11-06 | 2020-06-01 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of turbomachine hollow blade treatment with perforated holes |
| RU2815259C1 (en) * | 2020-02-04 | 2024-03-12 | Стерос Гпа Инновейтив, С.Л. | Device for electrolytic polishing of plurality of freely moving parts by means of solid electrolytes |
| RU2730306C1 (en) * | 2020-02-28 | 2020-08-21 | Аскар Джамилевич Мингажев | Method of dry electrically polishing of part |
| ES2904576A1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-04-05 | Drylyte Sl | Electrolytic medium for electrospulide and electrospulide method with said medium (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| WO2023067214A1 (en) * | 2021-10-20 | 2023-04-27 | Drylyte, S.L. | Electrolytic medium for electropolishing and electropolishing method with said medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2694941C1 (en) | Blisk blades electropolishing method and working container for its implementation | |
| RU2699495C1 (en) | Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation | |
| RU2700229C1 (en) | Blisk blades electropolishing method | |
| RU2697757C1 (en) | Method for dry local electropolishing blisk blades and working container for its implementation | |
| Zhao et al. | Electrochemical mechanical polishing of internal holes created by selective laser melting | |
| US5074970A (en) | Method for applying an abrasive layer to titanium alloy compressor airfoils | |
| KR20190060757A (en) | Electrochemical methods, devices and compositions | |
| RU2700226C1 (en) | Method of electropolishing of metal part | |
| RU2716330C1 (en) | Method of processing perforating holes and inner cavity of turbomachine blade | |
| JP2002535487A (en) | Method for electrochemical removal of turbine blade surface coating | |
| US5853561A (en) | Method for surface texturing titanium products | |
| TW546725B (en) | Ultrasonic cleaning method for semiconductor manufacturing equipment | |
| Meichsner et al. | Fast determination of the material removal characteristics in pulsed electrochemical machining | |
| US5064521A (en) | Apparatus for electrochemical machining | |
| RU2697751C1 (en) | Method of making perforated holes in a hollow blade of a turbine from heat-resistant alloy | |
| RU2710087C1 (en) | Method of processing perforated holes in hollow blades of turbomachine and installation for its implementation | |
| RU2715395C1 (en) | Blisk blades electropolishing method and device for its implementation | |
| RU2697759C1 (en) | Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation | |
| RU2724734C1 (en) | Method of electropolishing part | |
| RU2715396C1 (en) | Method for electric polishing of gte blade of alloyed steel and device for its implementation | |
| CN107999908A (en) | A kind of production method of micro-pit array | |
| JPS60204899A (en) | Surface treatment | |
| RU2621744C2 (en) | Method of electrolyte-plasma treatment of items manufactured with application of additive technologies | |
| JP5008111B2 (en) | Method for electrolytic coating of continuous casting mold | |
| RU2693236C1 (en) | Method of polishing blisk blades of gas turbine engine made of titanium alloys |