RU2730306C1 - Method of dry electrically polishing of part - Google Patents

Method of dry electrically polishing of part Download PDF

Info

Publication number
RU2730306C1
RU2730306C1 RU2020108822A RU2020108822A RU2730306C1 RU 2730306 C1 RU2730306 C1 RU 2730306C1 RU 2020108822 A RU2020108822 A RU 2020108822A RU 2020108822 A RU2020108822 A RU 2020108822A RU 2730306 C1 RU2730306 C1 RU 2730306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fibers
concentration
aqueous solution
content
naf
Prior art date
Application number
RU2020108822A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Original Assignee
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аскар Джамилевич Мингажев, Николай Константинович Криони filed Critical Аскар Джамилевич Мингажев
Priority to RU2020108822A priority Critical patent/RU2730306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730306C1 publication Critical patent/RU2730306C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16Polishing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: electricity; technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of electropolishing surfaces of parts from metals and alloys and can be used for processing surfaces of blades of turbomachines. Proposed method comprises immersion of metal part into electroconductive medium and supply of opposite sign of electric potential to part and electrically conductive medium. Electro conductive medium used is anionites made in form of fibers and impregnated with electrolyte solution, providing electrical conductivity of said fibers, ion removal of metal from surface of part with removal of microprotrusions and contact of entire polished surface of part with said fibers and fibers between each other. Fibers and part are brought into relative motion, electric potential is supplied to the part and fibers, which ensures ion removal of metal from the surface of the processed part and its electro-polishing in the medium of said fibers until the specified roughness of the polished part surface is obtained.
EFFECT: improved operating characteristics of the part.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии электрополирования поверхности деталей из металлов и сплавов и может быть использовано для обработки поверхностей лопаток турбомашин для повышения их эксплуатационных характеристик.The invention relates to a technology for electropolishing the surface of parts made of metals and alloys and can be used for processing the surfaces of turbomachine blades to improve their performance.

С повышением шероховатости поверхности ответственных металлических деталей, работающих в условиях воздействия значительных знакопеременных нагрузок, например валов, лопаток газовых турбин и т.п., резко снижаются их эксплуатационные характеристики. Качество обработки поверхности пера лопаток существенно влияет на их прочностные характеристики, так например, повышение класса чистоты поверхности способствует увеличению предела выносливости и статической прочности лопаток (В.Ф. Макаров, Е.Н. Бычина, А.О. Чуян. Математическое моделирование процесса полирования лопаток газотурбинных двигателей // Авиационно-космическая техника и технология. №8 (85), 2011, с.11-14). Развитая шероховатость поверхности лопаток газовых турбин приводит к ухудшению газодинамической устойчивости газотурбинного двигателя (ГТД), к возрастанию аэродинамических потерь, приводящих к снижению КПД, к потере мощности, росту удельных расходов и к снижению экономичности двигателя или газотурбинной установки. With an increase in the surface roughness of critical metal parts operating under the influence of significant alternating loads, for example, shafts, gas turbine blades, etc., their performance characteristics sharply decrease. The quality of surface treatment of the airfoil of the blades significantly affects their strength characteristics, for example, an increase in the class of surface cleanliness contributes to an increase in the endurance limit and static strength of the blades (VF Makarov, EN Bychina, AO Chuyan. Mathematical modeling of the polishing process blades of gas turbine engines // Aviation and space engineering and technology. No. 8 (85), 2011, pp.11-14). The developed roughness of the surface of gas turbine blades leads to a deterioration in the gas-dynamic stability of a gas turbine engine (GTE), to an increase in aerodynamic losses, leading to a decrease in efficiency, to a loss of power, an increase in unit costs and to a decrease in the efficiency of an engine or a gas turbine plant.

В то же время производство и ремонт лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) и установок (ГТУ), в связи с высокими требованиями к качеству поверхности (Ra≤0,32…0,16 мкм), характеризуется значительной трудоемкостью их финишной обработки. Это вызывает проблемы при механической обработке поверхностей деталей турбомашин. В этой связи развитие способов получения высококачественных поверхностей деталей турбомашин является весьма актуальной задачей.At the same time, the production and repair of blades of gas turbine engines (GTE) and plants (GTU), due to high requirements for surface quality (Ra≤0.32 ... 0.16 microns), is characterized by significant labor intensity of their finishing. This causes problems in machining the surfaces of turbomachine parts. In this regard, the development of methods for obtaining high-quality surfaces of turbomachine parts is a very urgent task.

Известен способ полирования поверхности детали лепестковым кругом, при котором детали (лопатке турбины) сообщают возвратно-поступательное перемещение относительно инструмента (А.С. СССР №1732604. МПК B24B 19/14. Способ полирования пера лопаток ГТД лепестковым кругом. Опубл. Бюл. № 1, 2014 г.), в котором полирование производят с деформацией лепесткового круга.A known method of polishing the surface of a part with a petal circle, in which the parts (a turbine blade) report a reciprocating movement relative to the tool (AS USSR No. 1732604. IPC B24B 19/14. A method of polishing the feather of GTE blades with a petal circle. Publ. Bul. No. 1, 2014), in which polishing is performed with deformation of the flap wheel.

Известен также способ обработки, позволяющий полировать криволинейную кромку пера лопаток газовой турбины заправленным по радиусу полировальным кругом, движущимся вдоль пера лопатки (Патент РФ №2379170. МПК B24B 19/14. Способ обработки лопаток газотурбинных двигателей. Опубл. 2010 г.).There is also known a method of processing that allows you to polish the curved edge of the blade of a gas turbine blades filled with a radial polishing wheel moving along the blade (RF Patent No. 2379170. IPC B24B 19/14. Method of processing blades of gas turbine engines. Publ. 2010).

Однако, механическое воздействие на поверхность обрабатываемой детали полировальным инструментом в известных способах полирования поверхности детали приводит к ухудшению параметров качества поверхностного слоя материалов. Указанное обстоятельство приводит к снижению эксплуатационных характеристик детали, особенно в случаях обработки лопаток турбины с тонким пером.However, mechanical action on the surface of the workpiece with a polishing tool in the known methods of polishing the workpiece surface leads to a deterioration in the quality parameters of the surface layer of materials. This circumstance leads to a decrease in the performance characteristics of the part, especially in cases of processing turbine blades with a thin nib.

Наиболее перспективными методами обработки деталей сложной формы, в частности 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. 06.08.1986].The most promising methods of processing parts of complex shape, in particular the blades of turbomachines are electrochemical methods of surface polishing [Grilikhes S.Ya. Electrochemical and Chemical Polishing: Theory and Practice. Influence on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987], with the greatest interest for the area under consideration are methods of electrolytic-plasma polishing (EPP) parts [for example, Patent GDR (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 06.08.1986].

Известен также способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите [Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, опубл. 1996, БИ №3], а также способ электрохимического полирования [Патент США №5028304, МПК B23H 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.1991]. There is also known a method of polishing metal surfaces, including anodic treatment in an electrolyte [Patent RB No. 1132, IPC C25F 3/16, publ. 1996, BI No. 3], as well as a method of electrochemical polishing [US Patent No. 5028304, IPC B23H 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, publ. 07/02/1991].

Однако известные способы электрополирования не позволяют производить однородную обработку поверхности детали из металлического сплава, особенно деталей сложной формы. However, the known methods of electropolishing do not allow for a uniform surface treatment of a metal alloy part, especially parts of complex shape.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ сухого электрополирования металлической детали, заключающийся в заполнении электропроводящими гранулами рабочего контейнера, выполненного из электропроводного материала, закрепление детали на держателе, погружении детали в электропроводящие гранулы, заполняющие контейнер, подключении детали к аноду, а контейнера к катоду [ WO2017186992 A1 - 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 chosen as a prototype is the dry electropolishing of a metal part, which consists in filling a working container made of an electrically conductive material with electrically conductive granules, fixing the part on a holder, immersing the part in electrically conductive granules filling the container, connecting the part to the anode, and the container to the cathode [WO2017186992 A1 - 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-прототип [WO2017186992] обладает низкой надежностью и не может быть использован для обработки поверхности ответственных деталей, таких как лопатки турбомашин, поскольку существует значительная вероятность «припайки» гранул к обрабатываемой поверхности и возникновения в результате этого дефектов, приводящих к снижению эксплуатационных характеристик обработанных деталей. However, the known prototype method [WO2017186992] has low reliability and cannot be used for surface treatment of critical parts, such as blades of turbomachines, since there is a significant likelihood of "soldering" of granules to the surface to be treated and the resulting defects, leading to a decrease in performance processed parts.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества и надежности обработки металлических деталей, особенно ответственных деталей сложной формы, таких как лопатки турбомашин. The problem to be solved by the claimed invention is to improve the quality and reliability of processing metal parts, especially critical parts of complex shapes, such as blades of turbomachines.

Техническим результатом изобретения является повышение качества и надежности обработки поверхности металлической детали за счет повышения однородности обработки ее поверхности, снижения вероятности появления дефектов и уменьшения ее шероховатости.The technical result of the invention is to improve the quality and reliability of the surface treatment of a metal part by increasing the uniformity of its surface processing, reducing the likelihood of defects and reducing its roughness.

Технический результат достигается за счет того, что в способе сухого электрополирования детали, включающем погружение металлической детали в электропроводящую среду и подачу противоположного по знаку электрического потенциала на деталь и электропроводящую среду в отличие от прототипа в качестве электропроводящей среды используют аниониты, выполненных в виде волокон, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность упомянутых волокон и ионный унос металла с поверхности детали с удалением с нее микровыступов, обеспечивают контакт всей полируемой поверхности детали с упомянутыми волокнами и волокон между собой, приводят в относительное движение волокна и деталь, подают на деталь и волокна электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали и ее электрополирование в среде упомянутых волокон до получения заданной шероховатости полируемой поверхности детали.The technical result is achieved due to the fact that in the method of dry electropolishing of a part, including immersing a metal part in an electrically conductive medium and supplying an opposite electric potential to the part and an electrically conductive medium, in contrast to the prototype, anion exchangers made in the form of fibers impregnated an electrolyte solution, which ensures the electrical conductivity of the said fibers and the ionic entrainment of metal from the surface of the part with the removal of microprotrusions from it, provide contact of the entire polished surface of the part with the said fibers and fibers with each other, set the fibers and the part in relative motion, supply the part and the fibers with an electric potential, providing ionic removal of metal from the surface of the workpiece and its electropolishing in the environment of the above fibers to obtain a given roughness of the polished surface of the workpiece.

Кроме того возможны следующие, дополнительные приемы выполнения способа: электрополирование проводят подавая на деталь положительный, а на упомянутые волокна отрицательный электрический потенциал от 25 до 35 В, причем упомянутые волокна и деталь дополнительно проводят в вибрационное движение частотой 50-400 Гц, обеспечивающее равномерное омывание упомянутыми волокнами обрабатываемой поверхности детали; в качестве упомянутых волокон анионитов используют ионообменные смолы, полученные на основе сополимеризации полистирола или полиакрилата и дивинилбензола, причем размеры поперечного сечения волокон выбирают из диапазона от 0,05 до 0,6 мм при их длине от 4 мм до 45 мм, а обработку упомянутыми волокнами проводят в импульсном режиме со сменой полярности, при диапазоне частот импульсов от 20 до 250 Гц, период импульсов от 4,3 до 72 мкс, при амплитуде тока положительной полярности во время импульса от + 20 до 120 А и его длительности 0,2 до 1,4 мкс, при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса от 25 до 40% от используемой амплитуды тока положительной полярности, и его длительности 0,1 до 0,6 мкс, при прямоугольной или трапецеидальной форме выходных импульсов тока и длительности пауз между импульсами от 4 до 70 мкс.In addition, the following additional methods of performing the method are possible: electropolishing is carried out by supplying a positive electric potential to the part, and a negative electric potential from 25 to 35 V to the said fibers, and the said fibers and the part are additionally carried out in a vibration motion with a frequency of 50-400 Hz, providing uniform washing by the mentioned fibers of the treated surface of the part; as said fibers of anion exchange resins, ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene are used, and the cross-sectional dimensions of the fibers are selected from the range from 0.05 to 0.6 mm with their length from 4 mm to 45 mm, and the treatment with said fibers carried out in a pulsed mode with a change in polarity, with a pulse frequency range from 20 to 250 Hz, a pulse period from 4.3 to 72 μs, with a positive polarity current amplitude during a pulse from + 20 to 120 A and its duration 0.2 to 1 , 4 μs, with a current amplitude of negative polarity during a pulse from 25 to 40% of the used current amplitude of positive polarity, and its duration 0.1 to 0.6 μs, with a rectangular or trapezoidal shape of output current pulses and the duration of pauses between pulses from 4 to 70 μs.

в качестве детали используют турбомашины, выполненную из легированной стали, дополнительно приводят ее в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: или NH4F, концентрацией от 6 до 24 г/л, или NаF, концентрацией от 4 до 18 г/л, или KF концентрацией от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л, или смеси NаF и KF при содержании NаF - от 3 до 14 г/л и KF - от 35 до 60 г/л, или смеси NH4F и NaF при содержании NH4F - от 4 до 12 г/л и KF - от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F , NаF и KF при содержании NH4F - от 3 до 9 г/л и KF - от 20 до 30 г/л, и NaF - от 10 до 25 г/л, или смеси NH4F и НF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и НF - от 3 до 5 г/л, или от 8 до 14% водном растворе NaNO3 , или в электролитах составов, мас.%: (NH4)2SO4 - 5; Трилон Б - 0,8, или содержащий серную и орто-фосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас.%:a turbomachine made of alloy steel is used as a part, it is additionally driven into a reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said fibers from anion exchangers: or NH4F, concentration from 6 to 24 g / l, or NaF, concentration from 4 to 18 g / l, or KF, concentration from 35 to 55 g / l, or NH mixture4F and KF with NH content4F - from 5 to 15 g / l and KF - from 30 to 50 g / l, or mixtures of NaF and KF with NaF content - from 3 to 14 g / l and KF - from 35 to 60 g / l, or NH mixture4F and NaF with NH content4F - from 4 to 12 g / l and KF - from 35 to 55 g / l, or NH mixtures4F, NаF and KF with NH content4F - from 3 to 9 g / l and KF - from 20 to 30 g / l, and NaF - from 10 to 25 g / l, or NH mixtures4F and НF with NH content4F - from 5 to 15 g / l and НF - from 3 to 5 g / l, or from 8 to 14% aqueous solution of NaNO3,or in electrolytes with compositions, wt%: (NH4)2SO4- five; Trilon B - 0.8, or containing sulfuric and orthophosphoric acids, block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio of components, wt%:

Серная кислота - 10-30Sulfuric acid - 10-30

Орто-фосфорная кислота - 40-80Ortho-phosphoric acid - 40-80

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,05-1,1Block copolymer of ethylene and propylene oxides - 0.05-1.1

Натриевая соль сульфированного бутилолеата - 0,01-0,05Sodium salt of sulfonated butyl oleate - 0.01-0.05

Вода – Остальное;Water - Rest;

в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из титанового сплава, дополнительно приводят ее в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: или водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 8 до 14 г/л и KF - от 36 до 48 г/л, или водного раствора с содержанием 30 - 50 г/л KF·2H2O и 2 - 5 г/л СrO3; в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из никелевого сплава, дополнительно приводят ее в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6 - 9,0 г/литр, или водный раствор сульфата аммония с концентрацией 0,8…3,4 или водный раствор, содержащий серную и орто-фосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас. %:a turbomachine blade made of titanium alloy is used as a part, it is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said fibers from anion exchangers: or an aqueous solution of a mixture of NH 4 F   and KF with NH 4 F content - from 8 to 14 g / l and KF - from 36 to 48 g / l, or an aqueous solution containing 30 - 50 g / l KF 2H 2 O and 2 - 5 g / l CrO 3 ; as a part, a turbomachine blade made of nickel alloy is used, it is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said fibers from anion exchangers: an aqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6 - 9.0 g / liter, or an aqueous solution of ammonium sulfate with a concentration of 0.8 ... 3.4 or an aqueous solution containing sulfuric and orthophosphoric acids, a block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio of components, wt. %:

Серная кислотаSulphuric acid 10-3010-30 Орто-фосфорная кислотаOrthophosphoric acid 40-8040-80 Блок-сополимер окисей этилена и пропиленаBlock copolymer of ethylene and propylene oxides 0,05-1,10.05-1.1 Натриевая соль сульфированного бутилолеатаSulfonated butyl oleate sodium salt 0,01-0,050.01-0.05 ВодаWater ОстальноеRest

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигуре (фиг.) показана схематическое расположение электрополируемой детали в среде электропроводящих волокон. Фигура содержат: 1 – держатель; 2 –обрабатываемая деталь; 3 – металлический стержень-электрод; 4 –– волокна-аниониты, пропитанные электролитом. (дугообразными стрелками обозначены направления вращения детали; прямыми стрелками- возвратно-поступательное движение детали, относительно волокон-анионитов; ω – угловая скорость вращения детали.)The essence of the invention is illustrated by drawings. The figure (Fig.) Shows a schematic arrangement of the electropolished part in the environment of electrically conductive fibers. The figure contains: 1 - holder; 2 - workpiece to be processed; 3 - metal rod-electrode; 4 — anion-resin fibers impregnated with electrolyte. (arcuate arrows indicate the direction of rotation of the part; straight arrows are the reciprocating movement of the part, relative to the anionite fibers; ω is the angular velocity of rotation of the part.)

Заявляемый способ сухого электрополирования детали, в частности поверхности пера лопатки в процессе его изготовления или восстановительного ремонта осуществляется следующим образом. The inventive method for dry electropolishing of a part, in particular the surface of a blade airfoil during its manufacture or refurbishment, is carried out as follows.

На держателе 1 (фиг.) закрепляют деталь 2 и помещают ее в рабочий контейнер заполненный электропроводящими волокнами-анионитами 4 . На обрабатываемую деталь 2 и металлические стержни-электролды 3 подается электрический потенциал и включают привод вращения детали 2 и проводят электрополирование поверхности детали 2 до получения заданной шероховатости, после чего готовую деталь 2 вынимают и складывают в тару для хранения. При этом, в зависимости от конфигурации детали 2 можно приводить деталь во вращение либо в возвратно-поступательное движение, либо одновременно или последовательно во вращение и возвратно-поступательное движение.Part 2 is fixed on the holder 1 (Fig.) And placed in a working container filled with electrically conductive anionite fibers 4. An electric potential is applied to the workpiece 2 and the metal rods-electrodes 3 and the drive for rotation of the workpiece 2 is switched on and the surface of the workpiece 2 is electropolished until the specified roughness is obtained, after which the finished workpiece 2 is removed and put into a container for storage. In this case, depending on the configuration of part 2, it is possible to rotate the part either in reciprocating motion, or simultaneously or sequentially in rotation and reciprocation.

Электрополирование детали 2 проводят в среде волокон 4, выполненных из анионитов, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность волокон 4 и ионный унос металла с поверхности детали 2 с удалением с нее микровыступов. При обработке обеспечивают контакт всей полируемой поверхности детали 2 с волокнами 4 и волокон 4 между собой, приводят деталь 2 во вращательное движение, подают на деталь 2 и волокна 4 электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали 2 и ее электрополирование в среде волокон 4 до получения заданной шероховатости полируемой поверхности. Electropolishing of part 2 is carried out in an environment of fibers 4 made of anion exchangers impregnated with an electrolyte solution, which ensures the electrical conductivity of fibers 4 and ionic entrainment of metal from the surface of part 2 with the removal of microprotrusions from it. During processing, the entire polished surface of part 2 is in contact with fibers 4 and fibers 4 with each other, part 2 is set in rotational motion, an electric potential is applied to part 2 and fibers 4, which provides ionic removal of metal from the surface of the workpiece 2 and its electropolishing in the medium of fibers 4 to obtain the specified roughness of the polished surface.

В качестве анионитов для волокон 4 используют ионообменные смолы, полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола. Размеры поперечного сечения волокон 4 выбирают из диапазона от 0,05 до 0,6 мм при их длине от 4 мм до 45 мм. При обработке детали 2 ее дополнительно проводят в вибрационное движение.As anion exchangers for fibers 4, ion-exchange resins are used, obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene. The cross-sectional dimensions of the fibers 4 are selected from the range from 0.05 to 0.6 mm with a length from 4 mm to 45 mm. When processing part 2, it is additionally carried out in vibration movement.

Электрополирование волокнами 4 проводят либо подавая на деталь 2 положительный, а на волокна 4 отрицательный электрический потенциал, величиной от 25 до 35 В, либо в импульном режиме со сменой полярности, при диапазоне частот импульсов от 20 до 100 Гц, периода импульсов от 50 мкс до 10 мкс, при амплитуде тока положительной полярности во время импульса +50 А и их длительности 0,4 до 0,8 мкс, при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса - 20 А, и их длительности 0,2 до 0,4 мкс, при прямоугольной форме выходных импульсов тока и длительности пауз между импульсами от 49,6 мкс до 9,2 мкс.Electropolishing with fibers 4 is carried out either by applying a positive electric potential to part 2 and a negative electric potential to fibers 4, ranging from 25 to 35 V, or in a pulse mode with a polarity change, with a pulse frequency range from 20 to 100 Hz, a pulse period from 50 μs to 10 μs, with a current amplitude of positive polarity during a pulse of +50 A and their duration of 0.4 to 0.8 μs, with a current amplitude of negative polarity during a pulse of 20 A, and their duration of 0.2 to 0.4 μs, with a rectangular shape of the output current pulses and the pause duration between pulses from 49.6 μs to 9.2 μs.

При полировании лопатки турбомашины (детали 2), выполненной из легированной стали, дополнительно приводят лопатку 2 в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси. В качестве электролитов для пропитки волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: или NH4F, концентрацией от 6 до 24 г/л, или NаF, концентрацией от 4 до 18 г/л, или KF концентрацией от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и KF - от 30 до 50 г/л, или смеси NаF и KF при содержании NаF - от 3 до 14 г/л и KF - от 35 до 60 г/л, или смеси NH4F и NaF при содержании NH4F - от 4 до 12 г/л и KF - от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F , NаF и KF при содержании NH4F - от 3 до 9 г/л и KF - от 20 до 30 г/л, и NaF - от 10 до 25 г/л, или смеси NH4F и НF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л и НF - от 3 до 5 г/л, или от 8 до 14% водном растворе NaNO3 , или в электролитах составов, мас.%: (NH4)2SO4 - 5; Трилон Б - 0,8, или содержащий серную и орто-фосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас.%:When polishing a turbomachine blade (part 2) made of alloy steel, the blade 2 is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis. One of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating fibers from anion exchangers: or NH4F, concentration from 6 to 24 g / l, or NaF, concentration from 4 to 18 g / l, or KF, concentration from 35 to 55 g / l, or NH mixture4F and KF with NH content4F - from 5 to 15 g / l and KF - from 30 to 50 g / l, or mixtures of NaF and KF with NaF content - from 3 to 14 g / l and KF - from 35 to 60 g / l, or NH mixture4F and NaF with NH content4F - from 4 to 12 g / l and KF - from 35 to 55 g / l, or NH mixtures4F, NаF and KF with NH content4F - from 3 to 9 g / l and KF - from 20 to 30 g / l, and NaF - from 10 to 25 g / l, or NH mixtures4F and НF with NH content4F - from 5 to 15 g / l and НF - from 3 to 5 g / l, or from 8 to 14% aqueous solution of NaNO3,or in electrolytes with compositions, wt%: (NH4)2SO4- five; Trilon B - 0.8, or containing sulfuric and orthophosphoric acids, block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio of components, wt%:

Серная кислота - 10-30Sulfuric acid - 10-30

Орто-фосфорная кислота - 40-80Ortho-phosphoric acid - 40-80

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,05-1,1Block copolymer of ethylene and propylene oxides - 0.05-1.1

Натриевая соль сульфированного бутилолеата - 0,01-0,05Sodium salt of sulfonated butyl oleate - 0.01-0.05

Вода - Остальное.Water is the rest.

При полировании лопатки турбомашины выполненной из титанового сплава, дополнительно приводят ее в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: или водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 8 до 14 г/л и KF - от 36 до 48 г/л, или водного раствора с содержанием 30 - 50 г/л KF·2H2O и 2 - 5 г/л СrO3.When polishing a blade of a turbomachine made of a titanium alloy, it is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating the said granules of anionites: or an aqueous solution of a mixture of NH 4 F   and KF with NH 4 F content - from 8 to 14 g / l and KF - from 36 to 48 g / l, or an aqueous solution containing 30 - 50 g / l KF 2H 2 O and 2 - 5 g / l CrO 3 .

При полировании лопатки турбомашины выполненной из никелевого сплава, дополнительно приводят ее в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6 - 9,0 г/литр, или водный раствор сульфата аммония с концентрацией 0,8…3,4 или водный раствор, содержащий серную и орто-фосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас. %:When polishing a blade of a turbomachine made of a nickel alloy, it is additionally driven into a reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said fibers from anion exchangers: an aqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6-9.0 g / liter, or an aqueous solution of ammonium sulfate with a concentration of 0.8 ... 3.4 or an aqueous solution containing sulfuric and orthophosphoric acids, a block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio, wt. %:

Серная кислотаSulphuric acid 10-3010-30 Орто-фосфорная кислотаOrthophosphoric acid 40-8040-80 Блок-сополимер окисей этилена и пропиленаBlock copolymer of ethylene and propylene oxides 0,05-1,10.05-1.1 Натриевая соль сульфированного бутилолеатаSulfonated butyl oleate sodium salt 0,01-0,050.01-0.05 ВодаWater ОстальноеRest

Процесс полирования осуществляют до получения заданной величины шероховатости поверхности лопаток. The polishing process is carried out until a predetermined value of the surface roughness of the blades is obtained.

Возвратно-поступательные движения детали 2 относительно волокон 4 и их вибрация позволяют обеспечить равномерную обработку всей поверхность детали 2 и тем самым повысить качество и однородность свойств ее поверхности. Кроме того, значительная величина (протяженность) волокон-анионитов, в отличии от гранул, используемых в прототипе, резко снижает вероятность прилипания волокон к обрабатываемой поверхности, за счет сцепления волокон между собой и, кроме того, сцепление между волокнами обеспечивает лучшую электропроводность рабочей среды, что, в свою очередь способствует повышению производительности процесса и интенсификации процесса ионного уноса.Reciprocating movements of part 2 relative to fibers 4 and their vibration make it possible to ensure uniform processing of the entire surface of part 2 and thereby improve the quality and uniformity of its surface properties. In addition, the significant value (length) of the anionite fibers, in contrast to the granules used in the prototype, sharply reduces the likelihood of fibers sticking to the treated surface, due to the adhesion of the fibers to each other and, in addition, the adhesion between the fibers provides better electrical conductivity of the working medium. which, in turn, contributes to an increase in the productivity of the process and an intensification of the ion entrainment process.

При осуществлении способа происходят следующие процессы. При возвратно-поступательном движении волокон происходят их столкновения с обрабатываемой поверхностью детали 2. При этом столкновения между волокнами 4 происходят также и во всем объеме рабочего контейнера (не показан), создавая таким образом для всего объема волокон 4 равномерные условия протекания электрических процессов. При этом электрические процессы между деталью 2 (анодом) и волокнами (катодом) происходят за счет контакта массы электропроводных волокон друг с другом и с находящимся под отрицательным потенциалом рабочего контейнера и/или введенных в массу волокон электродов 3 (катодов), находящихся под отрицательным потенциалом. При столкновениях волокон 4 с микровыступами на обрабатываемой поверхности детали 2 происходит ионный унос массы с микровыступов, в результате чего происходит выравнивание поверхности, уменьшается ее шероховатость и происходит электрополирование поверхности.When implementing the method, the following processes occur. During the reciprocating movement of the fibers, they collide with the treated surface of the part 2. In this case, collisions between the fibers 4 also occur in the entire volume of the working container (not shown), thus creating uniform conditions for the flow of electrical processes for the entire volume of fibers 4. In this case, electrical processes between part 2 (anode) and fibers (cathode) occur due to the contact of the mass of electrically conductive fibers with each other and with a negative potential of the working container and / or electrodes 3 (cathodes) introduced into the mass of fibers, which are at a negative potential ... When fibers 4 collide with microprotrusions on the treated surface of part 2, ionic carryover of mass from microprotrusions occurs, as a result of which the surface is leveled, its roughness decreases and the surface is electropolished.

Были проведены также следующие исследования по полированию деталей (лопаток турбомашин) из легированых сталей, никелевых и титановых сплавов. Неудовлетворительным результатом (Н.Р.) считался результат, при котором, в результате прилипания волокон возникали точечные дефекты на полируемой поверхности и не наблюдался эффект полирования. При отсутствии точечных или иных дефектов на поверхности детали результат признавался удовлетворительным (У.Р.)The following studies were also carried out on the polishing of parts (blades of turbomachines) made of alloy steels, nickel and titanium alloys. An unsatisfactory result (NR) was considered a result in which, as a result of adhesion of fibers, point defects appeared on the polished surface and the polishing effect was not observed. In the absence of point or other defects on the surface of the part, the result was recognized as satisfactory (U.R.)

Во всех случаях, следующие режимы обработки деталей оказались универсальными. In all cases, the following modes of processing parts turned out to be universal.

Волокна, выполненные из анионитов и пропитанными раствором электролита размерами:Fibers made of anionites and impregnated with an electrolyte solution with dimensions:

- поперечного сечения: (0,03 мм (Н.Р.), 0,05 мм (У.Р.), 0,2 мм (У.Р.), 0,6 мм (У.Р.), 0,8 мм (Н.Р.));- cross-section: (0.03 mm (N.R.), 0.05 mm (U.R.), 0.2 mm (U.R.), 0.6 mm (U.R.), 0 , 8 mm (N.R.));

- длиной: (2 мм (Н.Р.), 4 мм (У.Р.), 8 мм (У.Р.), 16 мм (У.Р.), 25 мм (У.Р.), 35 мм (У.Р.), 45 мм (У.Р.), 55 мм (Н.Р.))- length: (2 mm (N.R.), 4 mm (U.R.), 8 mm (U.R.), 16 mm (U.R.), 25 mm (U.R.), 35 mm (U.R.), 45 mm (U.R.), 55 mm (N.R.))

Применяемые аниониты - ионообменные смолы полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола. Марки использованных в предлагаемом изобретении анионитов на основе синтетических смол: Анионит 17-8ЧС , Анионит Purolite A520E , Lewatit S 6328 A (на основе сополимера стирол-дивинилбензола), «Lewatit М500», «Lewatit MonoPlus MК 51», «Lewatit MonoPlus MP 68 », Purolite C150E, Purolite A-860 (макропористая сильноосновная анионообменная смола основанная на акрилатах), анионит сульфированный сополимер стирол-дивинилбензола. Перечисленные аниониты пропитанные вышеприведенными составами электролитов, показали положительный результат при полировании лопаток из легированных сталей.The used anion exchangers are ion exchange resins obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene. Grades of anion exchangers used in the present invention based on synthetic resins: Anionite 17-8ChS, Anionite Purolite A520E, Lewatit S 6328 A (based on styrene-divinylbenzene copolymer), "Lewatit M500", "Lewatit MonoPlus MK 51", "Lewatit MonoPlus MK 51" ”, Purolite C150E, Purolite A-860 (macroporous strong base anion exchange resin based on acrylates), sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer anionite. The listed anion exchangers, impregnated with the above electrolyte compositions, showed a positive result when polishing alloy steel blades.

При обработке использовались вибрационное движение волокон, относительно поверхности детали с частотой от 50 ... 400 Гц: 40 Гц (Н.Р.), 50 Гц (У.Р.), 100Гц (У.Р.), 150 Гц (У.Р.), 250 Гц (У.Р.), 300 Гц (У.Р.), 350 Гц (У.Р.), 400 Гц (У.Р.), 450 Гц (Н.Р.) и амплитудой 1,0 до 6,0 мм (0,5 мм - Н.Р., 1,0 мм - У.Р., 2,0мм - У.Р., 3,0 мм - У.Р., 4,0 мм - У.Р., 5,0 мм - У.Р., 6,0 мм - У.Р., 7,0 мм - Н.Р.).During processing, the vibration movement of fibers was used relative to the surface of the part with a frequency of 50 ... 400 Hz: 40 Hz (N.R.), 50 Hz (U.R.), 100Hz (U.R.), 150 Hz (U. .R.), 250 Hz (U.R.), 300 Hz (U.R.), 350 Hz (U.R.), 400 Hz (U.R.), 450 Hz (N.R.) and amplitude 1.0 to 6.0 mm (0.5 mm - N.R., 1.0 mm - U.R., 2.0mm - U.R., 3.0 mm - U.R., 4 , 0 mm - U.R., 5.0 mm - U.R., 6.0 mm - U.R., 7.0 mm - N.R.).

При импульном режиме со сменой полярности:Pulse mode with polarity reversal:

- диапазон частот импульсов от 20 до 100 Гц: 15Гц (Н.Р.), 20Гц (У.Р.), 40Гц (У.Р.), 60Гц (У.Р.), 80Гц (У.Р.), 100Гц (У.Р.), 120Гц (Н.Р.)- pulse frequency range from 20 to 100 Hz: 15Hz (N.R.), 20Hz (U.R.), 40Hz (U.R.), 60Hz (U.R.), 80Hz (U.R.), 100Hz (N.O.), 120Hz (N.O.)

- период импульсов от 50 мкс до 10 мкс,: 60 мкс (Н.Р.), 50 мкс (У.Р.), 40 мкс (У.Р.), 30 мкс (У.Р.), 20 мкс (У.Р.), 10 мкс (У.Р.), 5 мкс (Н.Р.); - pulse period from 50 μs to 10 μs: 60 μs (N.R.), 50 μs (U.R.), 40 μs (U.R.), 30 μs (U.R.), 20 μs ( U.R.), 10 μs (W.R.), 5 μs (N.R.);

- амплитуда тока положительной полярности во время импульса +50 А и их длительности 0,4 мкс до 0,8 мкс : 0,2 мкс (Н.Р.), 0,4 мкс (У.Р.), 0,6 мкс (У.Р.), 0,8 мкс (У.Р.), 10,0 мкс (Н.Р.); - current amplitude of positive polarity during a pulse of +50 A and their duration 0.4 μs to 0.8 μs: 0.2 μs (N.R.), 0.4 μs (U.R.), 0.6 μs (U.R.), 0.8 μs (W.R.), 10.0 μs (N.R.);

- при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса - 20 А, и их длительности 0,2 мкс до 0,4 мкс, 0,1 мкс (Н.Р.), 0,2 мкс (У.Р.), 0,3 мкс (У.Р.), 0,4 мкс (У.Р.), 0,5 мкс (Н.Р.); - with a current amplitude of negative polarity during the pulse - 20 A, and their duration is 0.2 μs to 0.4 μs, 0.1 μs (N.R.), 0.2 μs (U.R.), 0, 3 μs (W.R.), 0.4 μs (W.R.), 0.5 μs (N.R.);

- при прямоугольной форме выходных импульсов тока(У.Р.), - with a rectangular shape of the output current pulses (U.R.),

- и длительности пауз между импульсами от 49,6 мкс до 9,2 мкс – (У.Р.) выход за пределы диапазона – (Н.Р.).- and the duration of pauses between pulses from 49.6 μs to 9.2 μs - (U.R.) out of range - (N.R.).

При режиме без смены полярности: электрополирование волокнами проводили подавая на деталь положительный, а на волокна отрицательный электрический потенциал от 25 до 35 В: 22 В (Н.Р.), 25 В (У.Р.), 28 В (У.Р.), 30 В (У.Р.), 35 В (У.Р.), 40 В (Н.Р.),In the mode without polarity reversal: electropolishing with fibers was carried out by applying a positive electric potential to the part and a negative electric potential from 25 to 35 V to the fibers: 22 V (N.R.), 25 V (U.R.), 28 V (U.R. .), 30 V (U.R.), 35 V (U.R.), 40 V (N.R.),

Первая группа: детали из легированных сталей.The first group: alloy steel parts.

Обработке подвергались детали (образцы и лопатки) из легированных сталей ЭП718-ИД, ВЖ105-ИД, ЭП718-ПД, ВЖ105-ПД. Parts (samples and blades) made of EP718-ID, VZh105-ID, EP718-PD, VZh105-PD alloy steels were processed.

Условия обработки по предлагаемому способу. Processing conditions for the proposed method.

Применяемые электролиты для пропитки волокон, выполненных из анионитов:Electrolytes used for impregnating fibers made of anion exchangers:

1) NH4F, концентрацией от 6 до 24 г/л (выход за пределы концентраций NH4F от 6 до 24 г/л дает отрицательный результат); 1) NH 4 F, with a concentration of 6 to 24 g / l (going beyond the concentration of NH 4 F from 6 to 24 g / l gives a negative result);

2) NаF, концентрацией от 4 до 18 г/л, (выход за пределы концентраций от 4 до 18 г/л, дает отрицательный результат);2) NaF, concentration from 4 to 18 g / l, (going beyond the concentration range from 4 to 18 g / l, gives a negative result);

3) KF концентрацией от 35 до 55 г/л, (выход за пределы концентраций от 35 до 55 г/л, дает отрицательный результат);3) KF concentration from 35 to 55 g / l, (going beyond the concentration range from 35 to 55 g / l, gives a negative result);

4) смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л (выход за пределы концентраций NH4F - от 5 до 15 г/л, дает отрицательный результат) и KF - от 30 до 50 г/л (выход за пределы концентраций KF - от 30 до 50 г/л, дает отрицательный результат), 4) NH 4 F mixtures   and KF with NH 4 F content - from 5 to 15 g / l (going beyond the concentration of NH 4 F - from 5 to 15 g / l, gives a negative result) and KF - from 30 to 50 g / l (going beyond the concentrations of KF - from 30 to 50 g / l, gives a negative result),

5) смеси NаF и KF при содержании NаF - от 3 до 14 г/л (выход за пределы концентраций NаF - от 3 до 14 г/л, дает отрицательный результат), и KF - от 35 до 60 г/л (выход за пределы концентраций KF - от 35 до 60 г/л, дает отрицательный результат), 5) mixtures of NaF   and KF with NaF content - from 3 to 14 g / l (going beyond the concentration of NaF - from 3 to 14 g / l, gives a negative result), and KF - from 35 to 60 g / l (going beyond the concentration of KF - from 35 to 60 g / l, gives a negative result),

6) смеси NH4F и NaF при содержании NH4F - от 4 до 12 г/л (выход за пределы концентраций NH4F - от 4 до 12 г/л, дает отрицательный результат) и KF - от 35 до 55 г/л (выход за пределы концентраций KF - от 35 до 55 г/л, дает отрицательный результат), 6) NH 4 F mixtures   and NaF with NH 4 F content - from 4 to 12 g / l (going beyond the concentration of NH 4 F - from 4 to 12 g / l, gives a negative result) and KF - from 35 to 55 g / l (going beyond the concentrations of KF - from 35 to 55 g / l, gives a negative result),

7) смеси NH4F , NаF и KF при содержании NH4F - от 3 до 9 г/л (выход за пределы концентраций NH4F - от 3 до 9 г/л, дает отрицательный результат), и KF - от 20 до 30 г/л, (выход за пределы концентраций KF - от 20 до 30 г/л, дает отрицательный результат), и NaF - от 10 до 25 г/л (выход за пределы концентраций NaF - от 10 до 25 г/л, дает отрицательный результат), 7) NH mixtures4F, NаF and KF with NH content4F - from 3 to 9 g / l (going beyond the concentration of NH4F - from 3 to 9 g / l, gives a negative result), and KF - from 20 to 30 g / l, (going beyond the concentration of KF - from 20 to 30 g / l, gives a negative result), and NaF - from 10 to 25 g / l (going beyond the concentration of NaF - from 10 to 25 g / l, gives a negative result),

8) смеси NH4F и НF при содержании NH4F - от 5 до 15 г/л (выход за пределы концентраций NH4F - от 5 до 15 г/л, дает отрицательный результат), и НF - от 3 до 5 г/л (выход за пределы концентраций НF от 3 до 5 г/л, дает отрицательный результат),8) NH 4 F mixtures   and НF with NH 4 F content - from 5 to 15 g / l (going beyond the concentration of NH 4 F - from 5 to 15 g / l, gives a negative result), and НF - from 3 to 5 g / l (going beyond HF concentration range from 3 to 5 g / l, gives a negative result),

9) от 8 до 14% водном растворе NaNO3 (выход за пределы концентраций NaNO3 от 8 до 14% , дает отрицательный результат).9) from 8 to 14% aqueous solution of NaNO 3 (going beyond the concentration of NaNO 3 from 8 to 14%, gives a negative result).

Вторая группа: детали (образцы и лопатки) из титановых сплавов марок ВТ9, ВТ-1, ВТ3-1, ВТ8. Блиск погружали в контейнер с электропроводящими пористыми волокнами, пропитанными электролитом состава водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F - от 8 до 14 г/л и KF - от 36 до 48 г/л и проводили электрополирование при плотности тока 1,2 до 1,8 А/см2 до достижения минимально возможной шероховатости поверхности.The second group: parts (samples and blades) made of titanium alloys of VT9, VT-1, VT3-1, VT8 grades. The blisk was immersed in a container with electrically conductive porous fibers impregnated with an electrolyte of the composition an aqueous solution of a mixture of NH 4 F   and KF with NH 4 F content - from 8 to 14 g / l and KF - from 36 to 48 g / l and electropolishing was carried out at a current density of 1.2 to 1.8 A / cm 2 until the minimum possible surface roughness was achieved.

Условия обработки по предлагаемому способу. Processing conditions for the proposed method.

Состав электролита: водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F (6 г/л – Н.Р., 8 г/л – У.Р., 10 г/л – У.Р., 12 г/л – У.Р., 14 г/л – У.Р., более14 г/л– Н.Р.) и KF ( 32 г/л – Н.Р., 36 г/л – У.Р., 42 г/л – У.Р., 45 г/л – У.Р., 48 г/л – У.Р., 52 г/л – Н.Р.) Electrolyte composition: aqueous solution of NH 4 F mixture   and KF with NH 4 F content (6 g / L - N.R., 8 g / L - U.R., 10 g / L - U.R., 12 g / L - U.R., 14 g / l - U.R., more than 14 g / l - N.R.) and KF (32 g / l - N.R., 36 g / l - U.R., 42 g / l - U.R. , 45 g / l - U.R., 48 g / l - U.R., 52 g / l - N.R.)

детали (образцы и лопатки) parts (samples and blades)

Третья группа: детали (образцы и лопатки) из никелевых сплавов марок ЖС6У, ЖС32. Блиск погружали в контейнер с электропроводящими пористыми волокнами, пропитанными электролитом и проводили электрополирование при плотности тока 1,5 до 2,1 А/см2 до достижения минимально возможной шероховатости поверхности.The third group: parts (samples and blades) from nickel alloys of grades ZhS6U, ZhS32. The blisk was immersed in a container with electrically conductive porous fibers impregnated with electrolyte and electropolished at a current density of 1.5 to 2.1 A / cm 2 until the minimum possible surface roughness was reached.

Условия обработки по предлагаемому способу. Processing conditions for the proposed method.

Электропроводящие пористые волокна, пропитанные электролитом состава водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6 - 9,0 г/литр (5,0 г/литр (Н.Р.), 6,0 г/литр (У.Р.), 7,0 г/литр (У.Р.), 8,0 г/литр (У.Р.), 10,0 г/литр (У.Р.), 12,0 г/литр (Н.Р.) ) и при плотности тока 1,5 до 2,1 А/см2 (1,3 А/см2 (Н.Р.), 1,5 А/см2 (У.Р.), 1,6 А/см2 (У.Р.), 1,9 А/см2 (У.Р.), 2,1 А/см2 (У.Р.), 2,3 А/см2 (Н.Р.)). Electrically conductive porous fibers impregnated with an electrolyte composition of an aqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6 - 9.0 g / liter (5.0 g / liter (N.R.), 6.0 g / liter (U.R.), 7, 0 g / liter (U.R.), 8.0 g / liter (U.R.), 10.0 g / liter (U.R.), 12.0 g / liter (N.R.)) and at a current density of 1.5 to 2.1 A / cm 2 (1.3 A / cm 2 (N.R.), 1.5 A / cm 2 (U.R.), 1.6 A / cm 2 (U.R.), 1.9 A / cm 2 (U.R.), 2.1 A / cm 2 (U.R.), 2.3 A / cm 2 (N.R.)) ...

По сравнению с известным способом сухого электрополирования [WO2017186992] при обработке деталей сложной формы из легированных сталей, никелевых и титановых сплавов по предлагаемому способу образование точечных дефектов не наблюдалось, в то время как при обработке по известному способу полирования [WO2017186992] образование точечных дефектов в результате налипания и припайки гранул, наблюдалось в среднем, в 85% от количества всех обработанных деталей (легированные стали – 81 %, никелевые сплавы – 84%, титановые сплавы – 91%). Предложенный способ позволил практически полностью устранить появление точечных дефектов, возникающих в результате прилипания волокон. Compared with the known method of dry electropolishing [WO2017186992] when processing parts of complex shape made of alloy steels, nickel and titanium alloys according to the proposed method, the formation of point defects was not observed, while when processing according to the known method of polishing [WO2017186992] the formation of point defects as a result adhesion and soldering of granules was observed on average in 85% of the amount of all processed parts (alloyed steels - 81%, nickel alloys - 84%, titanium alloys - 91%). The proposed method made it possible to almost completely eliminate the appearance of point defects resulting from adhesion of fibers.

Таким образом, предложенный способ сухого электрополирования деталей позволил достигнуть поставленного в изобретении технического результата - повысить качество и надежность обработки поверхности металлической детали за счет повышения однородности обработки ее поверхности, снижения вероятности появления дефектов и уменьшения ее шероховатости.Thus, the proposed method of dry electropolishing of parts made it possible to achieve the technical result set in the invention - to improve the quality and reliability of the surface treatment of a metal part by increasing the uniformity of its surface treatment, reducing the likelihood of defects and reducing its roughness.

....

Claims (8)

1. Способ сухого электрополирования детали, включающий погружение металлической детали в электропроводящую среду и подачу противоположного по знаку электрического потенциала на деталь и электропроводящую среду, отличающийся тем, что в качестве электропроводящей среды используют аниониты, выполненные в виде волокон, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность упомянутых волокон, ионный унос металла с поверхности детали с удалением микровыступов и контакт всей полируемой поверхности детали с упомянутыми волокнами и волокон между собой, приводят в относительное движение волокна и деталь, подают на деталь и волокна электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали и ее электрополирование в среде упомянутых волокон до получения заданной шероховатости полируемой поверхности детали.1. A method of dry electropolishing of a part, including immersing a metal part in an electrically conductive medium and supplying an opposite electric potential to the part and an electrically conductive medium, characterized in that anion exchangers made in the form of fibers impregnated with an electrolyte solution providing the electrical conductivity of the said fibers, ionic entrainment of metal from the surface of the part with the removal of microprotrusions and contact of the entire polished surface of the part with the mentioned fibers and fibers with each other, set the fibers and the part in relative motion, supply an electric potential to the part and fibers, providing ion entrainment of metal from the surface of the workpiece and its electropolishing in the environment of the mentioned fibers to obtain a given roughness of the polished surface of the part. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрополирование проводят подавая на деталь положительный, а на упомянутые волокна отрицательный электрический потенциал от 25 до 35 В, причем упомянутые волокна и деталь дополнительно проводят в вибрационное движение частотой 50-400 Гц, обеспечивающее равномерное омывание упомянутыми волокнами обрабатываемой поверхности детали.2. The method according to claim 1, characterized in that electropolishing is carried out by supplying a positive electric potential to the part, and a negative electric potential from 25 to 35 V to said fibers, and the said fibers and the part are additionally carried out in a vibration motion with a frequency of 50-400 Hz, providing uniform washing the workpiece surface with said fibers. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упомянутых волокон анионитов используют ионообменные смолы, полученные на основе сополимеризации полистирола или полиакрилата и дивинилбензола, причем размеры поперечного сечения волокон выбирают из диапазона от 0,05 до 0,6 мм при их длине от 4 мм до 45 мм, а обработку упомянутыми волокнами проводят в импульсном режиме со сменой полярности, при диапазоне частот импульсов от 20 до 250 Гц, периоде импульсов от 4,3 до 72 мкс, при амплитуде тока положительной полярности во время импульса от + 20 до 120 А и его длительности 0,2 до 1,4 мкс, при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса от 25 до 40% от используемой амплитуды тока положительной полярности, и его длительности 0,1 до 0,6 мкс, при прямоугольной или трапецеидальной форме выходных импульсов тока и длительности пауз между импульсами от 4 до 70 мкс.3. The method according to claim 1, characterized in that as said fibers of the anion exchangers, ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene are used, and the cross-sectional dimensions of the fibers are selected from the range from 0.05 to 0.6 mm with their length from 4 mm to 45 mm, and processing with the mentioned fibers is carried out in a pulsed mode with a change in polarity, with a pulse frequency range from 20 to 250 Hz, a pulse period from 4.3 to 72 μs, with a current amplitude of positive polarity during a pulse from + 20 to 120 A and its duration 0.2 to 1.4 μs, with a current amplitude of negative polarity during a pulse from 25 to 40% of the used current amplitude of positive polarity, and its duration 0.1 to 0.6 μs, with a rectangular or the trapezoidal shape of the output current pulses and the pause duration between pulses from 4 to 70 μs. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из легированной стали, дополнительно приводят лопатку в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролита для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: NH4F с концентрацией от 6 до 24 г/л, или NаF с концентрацией от 4 до 18 г/л, или KF с концентрацией от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F и KF при содержании NH4F от 5 до 15 г/л и KF от 30 до 50 г/л, или смеси NаF и KF при содержании NаF от 3 до 14 г/л и KF от 35 до 60 г/л, или смеси NH4F и NaF при содержании NH4F от 4 до 12 г/л и KF от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F, NаF и KF при содержании NH4F от 3 до 9 г/л и KF от 20 до 30 г/л, и NaF от 10 до 25 г/л, или смеси NH4F и НF при содержании NH4F от 5 до 15 г/л и НF от 3 до 5 г/л, или от 8 до 14 % водном растворе NaNO3 , или в электролите состава, мас.%: (NH4)2SO4 5, Трилон Б 0,8, или содержащий серную и ортофосфорную кислоту, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас.%:4. A method according to any one of claims. 1-3, characterized in that a turbomachine blade made of alloy steel is used as a part, the blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said fibers from anion exchangers: NH4F with a concentration of 6 to 24 g / l, or NaF with a concentration of 4 to 18 g / l, or KF with a concentration of 35 to 55 g / l, or NH mixtures4F and KF with NH content4F from 5 to 15 g / l and KF from 30 to 50 g / l, or mixtures of NaF and KF with NaF content from 3 to 14 g / l and KF from 35 to 60 g / l, or NH mixture4F and NaF with NH content4F from 4 to 12 g / l and KF from 35 to 55 g / l, or NH mixtures4F, NаF and KF with NH content4F from 3 to 9 g / l and KF from 20 to 30 g / l, and NaF from 10 to 25 g / l, or NH mixtures4F and НF with NH content4F from 5 to 15 g / l and HF from 3 to 5 g / l, or from 8 to 14% aqueous solution of NaNO3,or in an electrolyte composition, wt%: (NH4)2SO45, Trilon B 0.8, or containing sulfuric and orthophosphoric acid, block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio of components, wt%: серная кислотаsulphuric acid 10-3010-30 ортофосфорная кислотаorthophosphoric acid 40-8040-80 блок-сополимер окисей этилена и пропиленаblock copolymer of ethylene and propylene oxides 0,05-1,10.05-1.1 натриевая соль сульфированного бутилолеатаsodium salt of sulfonated butyl oleate 0,01-0,050.01-0.05 водаwater остальноеrest
5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из титанового сплава, дополнительно приводят лопатку в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролита для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор смеси NH4F и KF при содержании NH4F от 8 до 14 г/л и KF от 36 до 48 г/л или водный раствор с содержанием 30 - 50 г/л KF·2H2O и 2 - 5 г/л СrO3.5. The method according to any one of claims. 1-3, characterized in that a turbomachine blade made of a titanium alloy is used as a part, the blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said fibers from anion exchangers: aqueous solution of a mixture of NH 4 F   and KF with NH 4 F content from 8 to 14 g / l and KF from 36 to 48 g / l or an aqueous solution containing 30 to 50 g / l KF · 2H 2 O and 2 - 5 g / l CrO 3 . 6. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из никелевого сплава, дополнительно приводят лопатку в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, а в качестве электролита для пропитки упомянутых волокон из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор фторида аммония с концентрацией 6,0 - 9,0 г/л, или водный раствор сульфата аммония с концентрацией 0,8-3,4 г/л, или водный раствор, содержащий серную и ортофосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата, при следующем соотношении компонентов, мас. %:6. The method according to any one of claims. 1-3, characterized in that a turbomachine blade made of a nickel alloy is used as a part, the blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said fibers from anion exchangers: an aqueous solution of ammonium fluoride with a concentration of 6.0-9.0 g / l, or an aqueous solution of ammonium sulfate with a concentration of 0.8-3.4 g / l, or an aqueous solution containing sulfuric and orthophosphoric acids, a block copolymer of ethylene oxides and propylene and sodium salt of sulfonated butyl oleate, with the following ratio of components, wt. %: серная кислотаsulphuric acid 10-3010-30 ортофосфорная кислотаorthophosphoric acid 40-8040-80 блок-сополимер окисей этилена и пропиленаblock copolymer of ethylene and propylene oxides 0,05-1,10.05-1.1 натриевая соль сульфированного бутилолеатаsodium salt of sulfonated butyl oleate 0,01-0,050.01-0.05 водаwater остальноеrest
RU2020108822A 2020-02-28 2020-02-28 Method of dry electrically polishing of part RU2730306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108822A RU2730306C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of dry electrically polishing of part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108822A RU2730306C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of dry electrically polishing of part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730306C1 true RU2730306C1 (en) 2020-08-21

Family

ID=72237700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108822A RU2730306C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of dry electrically polishing of part

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730306C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786767C1 (en) * 2022-10-29 2022-12-26 Аскар Джамилевич Мингажев Method for electropolishing a metal part and the installation for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2694941C1 (en) * 2018-10-09 2019-07-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades electropolishing method and working container for its implementation
RU2699495C1 (en) * 2018-11-08 2019-09-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation
RU2700229C1 (en) * 2018-10-09 2019-09-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades electropolishing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2694941C1 (en) * 2018-10-09 2019-07-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades electropolishing method and working container for its implementation
RU2700229C1 (en) * 2018-10-09 2019-09-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades electropolishing method
RU2699495C1 (en) * 2018-11-08 2019-09-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Blisk blades serially electropolishing method and working container for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786767C1 (en) * 2022-10-29 2022-12-26 Аскар Джамилевич Мингажев Method for electropolishing a metal part and the installation for its implementation
RU2799641C1 (en) * 2022-12-19 2023-07-07 Раис Калимуллович Давлеткулов Method of electropolishing of metal part with granules and installation for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734206C1 (en) Method of ion polishing part
Xu et al. Electrochemical machining of high-temperature titanium alloy Ti60
US11697154B2 (en) Polishing method for inner wall of hollow metal part
RU2700229C1 (en) Blisk blades electropolishing method
RU2694941C1 (en) Blisk blades electropolishing method and working container for its implementation
RU2734179C1 (en) Method of polishing inner surface of part
RU2724734C1 (en) Method of electropolishing part
RU2716330C1 (en) Method of processing perforating holes and inner cavity of turbomachine blade
RU2715396C1 (en) Method for electric polishing of gte blade of alloyed steel and device for its implementation
CN111570952A (en) Air-cooled hollow blade air film hole inner wall sharp corner rounding device and method
RU2731705C1 (en) Method of electropolishing of metal part
RU2769105C1 (en) Method for dry electropolishing of a turbomachine blade
RU2700226C1 (en) Method of electropolishing of metal part
RU2730306C1 (en) Method of dry electrically polishing of part
Liu et al. Combined machining of Ti-6Al-4V alloy using electrochemical milling and electrochemical grinding
RU2716292C1 (en) Method of electropolishing of metal part
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
RU2786767C1 (en) Method for electropolishing a metal part and the installation for its implementation
RU2755908C1 (en) Installation for electropolishing blades of turbomachine
RU2710086C1 (en) Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation
RU2799180C1 (en) Method for dry electropolishing of turbomachine blade and installation for its implementation
RU2822229C1 (en) Method for electrolytic polishing of aluminum alloy part
RU2820090C1 (en) Method for dry electrolytic polishing of aluminum alloy part
RU2697751C1 (en) Method of making perforated holes in a hollow blade of a turbine from heat-resistant alloy