RU2731705C1 - Method of electropolishing of metal part - Google Patents

Method of electropolishing of metal part Download PDF

Info

Publication number
RU2731705C1
RU2731705C1 RU2020108821A RU2020108821A RU2731705C1 RU 2731705 C1 RU2731705 C1 RU 2731705C1 RU 2020108821 A RU2020108821 A RU 2020108821A RU 2020108821 A RU2020108821 A RU 2020108821A RU 2731705 C1 RU2731705 C1 RU 2731705C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
granules
naf
electric potential
aqueous solution
concentration
Prior art date
Application number
RU2020108821A
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 RU2020108821A priority Critical patent/RU2731705C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731705C1 publication Critical patent/RU2731705C1/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
    • 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
    • C25F3/22Polishing of heavy metals
    • C25F3/24Polishing of heavy metals of iron or steel

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

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to electroplating and can be used for processing surfaces of blades of turbomachines for improving their operational characteristics. Method includes immersing a part into a conductive medium and feeding an opposite sign of the electric potential to the part and a conductive medium through an electrode introduced into said medium, wherein electropolishing is carried out in a medium of granules made from anion exchangers impregnated with electrolyte solution, providing electroconductivity of said granules, using an electrode enclosing the part surface to be treated with a gap, moving said granules through said gap to allow contact of the entire polished part surface with said granules and granules to each other, wherein ratio of granule size a and gap size b between electrode and part surface is selected not less than b = 10 a, and supplied to part and granules electric potential, which provides for polishing of processed part in medium of said granules to obtain specified roughness of surface.
EFFECT: higher quality and reliability of surface treatment of metal part due to increased homogeneity of its surface treatment, reduced probability of defects occurrence, reduced roughness and rounding of blade edges.
10 cl, 2 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 for gas turbine engines (GTE) and units (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 parts of turbomachines is a very urgent task.

Известен способ полирования поверхности детали 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 in a circle, in which the parts (turbine blade) communicate 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. Bull. 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 применение в известных способах полирования поверхности детали механического воздействия вызывает ухудшение параметров качества поверхностного слоя материалов, что приводит к снижению ее эксплуатационных характеристик, особенно в случаях обработки таких деталей как лопатки турбины с тонким пером.However, the use of mechanical action in the known methods for polishing the surface of a part causes a deterioration in the quality parameters of the surface layer of materials, which leads to a decrease in its operational characteristics, especially in cases of processing such parts as 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 electropolishing methods 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 полирования 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   -  |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 method polishing 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 - | 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 происходит хаотичное взаимодействие поверхности с гранулами, что приводит к неоднородной обработки поверхности, 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 chaotic interaction of the surface with granules, which leads to non-uniform surface treatment, leading to a decrease in the performance of the 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, а также возможность заданного радиуса скругления входных и выходных кромок пера лопатки.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 shape, such as turbomachine blades, as well as the possibility of a given radius of rounding of the input and output edges of the blade airfoil.

Техническим результатом изобретения является повышение качества и надежности обработки поверхности металлической детали за счет повышения однородности обработки ее поверхности, снижения вероятности появления дефектов, уменьшения ее шероховатости и скругления кромок пера лопатки.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 treatment, reducing the likelihood of defects, reducing its roughness and rounding the blade airfoil edges.

Технический результат достигается за счет того, что в способе электрополирования металлической детали, включающем погружение детали в проводящую среду и подачу противоположного по знаку электрического потенциала на деталь и проводящую среду через введенный в упомянутую среду электрод в отличие от прототипа электрополирование проводят в среде гранул, выполненных из анионитов, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность упомянутых гранул и ионный унос металла с поверхности детали с удалением с нее микровыступов, используют электрод, охватывающий с зазором обрабатываемую поверхность детали, перемещая в упомянутом зазоре упомянутые гранулы, обеспечивают контакт всей полируемой поверхности детали с упомянутыми гранулами и гранул между собой, подают на деталь и гранулы электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали и ее полирование в среде упомянутых гранул до получения заданной шероховатости полируемой поверхности.The technical result is achieved due to the fact that in the method of electropolishing a metal part, including immersing the part in a conductive medium and supplying an opposite electric potential to the part and the conductive medium through the electrode introduced into the medium, in contrast to the prototype, electropolishing is carried out in the medium of granules made of of anion exchangers impregnated with an electrolyte solution, which ensures the electrical conductivity of the said granules and ionic entrainment of metal from the surface of the part with the removal of microprotrusions from it, an electrode is used, covering the workpiece surface with a gap, moving said granules in the said gap, provide contact of the entire polished surface of the part with the said granules and of the granules between themselves, an electric potential is applied to the part and the granules, which ensures the ionic entrainment of metal from the surface of the workpiece and its polishing in the environment of the said granules to obtain a given roughness of the polished surface.

Кроме того возможны следующие, дополнительные приемы выполнения способа: в качестве анионитов упомянутых гранул используют ионообменные смолы полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола, причем размеры гранул а выбирают из диапазона а = (0,1 до 0,4 мм) при величине зазора b между внешним электродом и поверхностью детали не менее b = 10 a, причем упомянутые гранулы дополнительно проводят в вибрационное движение; электрополирование гранулами проводят подавая на деталь положительный, а на гранулы отрицательный электрический потенциал от 12 до 35 В; электрополирование гранулами проводят в импульсном режиме со сменой полярности, при диапазоне частот импульсов от 20 до 100 Гц, период 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; в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из легированной стали, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых гранул 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.%:In addition, the following additional methods of performing the method are possible: ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene are used as anionites of the said granules, and the sizes of the granules a are chosen from the range a = (0.1 to 0.4 mm) at the size of the gap b between the external electrode and the surface of the part is not less than b = 10 a, and the said granules are additionally carried out in vibration motion; electropolishing with granules is carried out by feeding a positive electric potential to the part, and a negative electric potential from 12 to 35 V to the granules; electropolishing with granules is carried out in a pulsed mode with a change in polarity, with a pulse frequency range from 20 to 100 Hz, a pulse period from 50 μs to 10 μs, with a positive polarity current amplitude during a pulse of +50 A and their duration 0.4 to 0.8 μs, with a current amplitude of negative polarity during the pulse - 20 A, and their duration 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; a turbomachine blade made of alloy steel is used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said anion resin granules: 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, NaF 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 – ОстальноеWater - Rest

Лопатку турбомашины дополнительно приводят в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, без касания с внешним электродом; в качестве детали используют турбомашины, выполненную из титанового сплава, 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; в качестве детали используют турбомашины, выполненную из никелевого сплава, а в качестве электролитов для пропитки упомянутых гранул 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. %:The turbomachine blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, without touching the external electrode; Turbomachines made of titanium alloy are used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating the said granules of 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 ; Turbomachines made of nickel alloy are used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said anionite granules: an aqueous solution of an ammonium fluoride salt with a concentration of 6-9.0 g / liter, or an aqueous solution of ammonium sulfate with a concentration 0.8 ... 3.4 or an aqueous solution 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 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 Остальное.Rest.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано схематическое расположение в поперечном сечении полируемой детали и охватывающего деталь внешнего электрода. На фиг. 2 показана обрабатываемая деталь во внешнем электроде. Фигуры 1 и 2 содержат: 1 – обрабатываемая деталь держатель; 2 – внешний электрод; 3 – гранулы, пропитанные электролитом; 4 – зазор между электродом и деталью; 5 – разделительная перегородка. (стрелками обозначены направление движение гранул).Figure 1 shows a schematic cross-sectional arrangement of a polished workpiece and an external electrode surrounding the workpiece. FIG. 2 shows a work piece in an external electrode. Figures 1 and 2 contain: 1 - workpiece holder; 2 - external electrode; 3 - granules impregnated with electrolyte; 4 - the gap between the electrode and the part; 5 - dividing partition. (arrows indicate the direction of movement of the granules).

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

На держателе закрепляют деталь 1 (фиг.1 и фиг.2) и размещают ее во внешнем электроде 2 таким образом, чтобы электрод 2 и обрабатываемая деталь 1 не касались друг друга. При этом, между электродом 2 и деталью 1 оставляют зазор 4, обеспечивающий свободное перемещение в нем гранул 3. (В частном случае величина b зазора 4 между внешним электродом 2 и поверхностью детали 1 может составлять не менее b = 10 a, где а - размеры гранул, выбранные из диапазона а = (0,1 до 0,4 мм)). Деталь 1 с внешним электродом 2 помещают в рабочий контейнер, заполняют контейнер гранулами 3 (фиг.1) и обеспечивают движение гранул 3 через зазор 4 между деталью 1 и внешним электродом 2 (например, шнековым транспортером). Для интенсификации процесса гранулы 3 можно дополнительно провести в вибрационное движение. На обрабатываемую деталь 1 и внешний электрод 2 подается электрический потенциал и включают привод устройства для подачи гранул 3 в зазор 4 между деталью 1 и электродом 2 и проводят полирование поверхности детали 1 до получения заданной шероховатости поверхности и, при обработке пера лопатки - радиуса закругления входной и выходной кромок пера. После окончания обработки готовую деталь 1 вынимают и складывают в тару для хранения. При этом, в зависимости от конфигурации детали 1 можно использовать различные варианты внешнего охватывающего электрода 2 (в виде сплошной изогнутой пластины, пластины с перфорациями, сетки и т.п.) и величины зазора 4.The workpiece 1 is fixed on the holder (Fig. 1 and Fig. 2) and is placed in the external electrode 2 so that the electrode 2 and the workpiece 1 do not touch each other. At the same time, a gap 4 is left between electrode 2 and part 1, which ensures free movement of granules in it 3. (In the particular case, the value b of the gap 4 between the external electrode 2 and the surface of part 1 can be at least b = 10 a, where a is the dimensions granules selected from the range a = (0.1 to 0.4 mm)). Part 1 with an external electrode 2 is placed in a working container, the container is filled with granules 3 (Fig. 1) and the granules 3 are moved through a gap 4 between part 1 and an external electrode 2 (for example, a screw conveyor). To intensify the process, the granules 3 can be additionally held in vibration. An electric potential is applied to the workpiece 1 and the external electrode 2 and the drive of the device for feeding the granules 3 into the gap 4 between the workpiece 1 and the electrode 2 is switched on and the surface of the workpiece 1 is polished until the specified surface roughness is obtained and, when processing the blade blade, the radius of curvature of the input and the trailing edges of the pen. After finishing the processing, the finished part 1 is taken out and put into a container for storage. In this case, depending on the configuration of part 1, you can use various options for the external female electrode 2 (in the form of a solid curved plate, a plate with perforations, a grid, etc.) and the size of the gap 4.

Электрополирование детали 1 (фиг.1) проводят в среде гранул 3, выполненных из анионитов, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность гранул 3 и ионный унос металла с поверхности детали 1 с удалением с нее микровыступов. Устанавливают внешний охватывающий электрод 2 вокруг детали, обеспечивают контакт всей полируемой поверхности детали 1 с гранулами 3 и гранул 3 между собой, приводят гранулы в движение, перемещая их при вибрации через зазор 4, обеспечивая отсекание потока отработанных гранул 3 разделительной перегородкой 5, подают на деталь 1 и гранулы 3 электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали 1 и ее полирование в среде гранул 3 до получения заданной шероховатости полируемой поверхности. При обработке детали 1 типа лопатки турбомашины, деталь 1 дополнительно приводят в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси, без касания с внешним электродом 2.Electropolishing of part 1 (Fig. 1) is carried out in the medium of granules 3, made of anion exchangers impregnated with an electrolyte solution, providing electrical conductivity of granules 3 and ionic entrainment of metal from the surface of part 1 with the removal of microprotrusions from it. An external covering electrode 2 is installed around the part, ensure contact of the entire polished surface of part 1 with granules 3 and granules 3 with each other, set the granules in motion, moving them with vibration through the gap 4, ensuring the flow of spent granules 3 is cut off by the partition 5, fed to the part 1 and granules 3 electric potential, providing ionic carryover of metal from the surface of the workpiece 1 and its polishing in the medium of granules 3 to obtain a given roughness of the polished surface. When processing part 1 of the turbomachine blade type, part 1 is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis, without touching the outer electrode 2.

В качестве анионитов для гранул 3 используют ионообменные смолы полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола. Размеры гранул 3 выбирают из диапазона от 0,1 до 0,4 мм. При обработке детали 1 гранулы 3 дополнительно проводят в вибрационное движение.As anion exchangers for granules 3, ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene are used. The sizes of granules 3 are selected from the range from 0.1 to 0.4 mm. When processing part 1, granules 3 are additionally carried out in vibration motion.

Электрополирование гранулами 3 проводят либо подавая на деталь 1 положительный, а на гранулы 3 отрицательный электрический потенциал, величиной от 12 до 35 В, либо в импульсном 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 granules 3 is carried out either by applying a positive electric potential to part 1 and a negative electric potential to granules 3, ranging from 12 to 35 V, or in a pulsed mode with a change in polarity, 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 1), выполненной из легированной стали, в качестве электролитов для пропитки гранул 6 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 1) made of alloy steel, one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating granules 6 of 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, 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 turbomachine blade made of a titanium alloy, one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating said anionite granules: 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, в качестве электролитов для пропитки упомянутых гранул 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 turbomachine blade made of a nickel alloy, one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnating the said anionite granules: 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, 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

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.

Движение гранул 3 через зазор 4 и их вибрация позволяют обеспечить равномерную обработку всей поверхность детали 1 и тем самым повышают качество и однородность свойств ее поверхности, а кроме того, при обработке деталей типа пера лопатки, обеспечить финишную размерную обработку входной и выходной кромок лопатки. Принудительное перемещение гранул 3 через зазор 4 не позволяет гранулам прилипать к обрабатываемой поверхности детали 1 и образовывать, в результате указанного прилипания точечные дефекты.The movement of granules 3 through the gap 4 and their vibration allow to ensure uniform processing of the entire surface of part 1 and thereby increase the quality and uniformity of its surface properties, and in addition, when processing parts such as a blade feather, to provide a finishing dimensional processing of the input and output edges of the blade. The forced movement of the granules 3 through the gap 4 does not allow the granules to adhere to the treated surface of the part 1 and form, as a result of said adhesion, point defects.

При осуществлении способа происходят следующие процессы. При движении гранул 3 в зазоре 4 происходят их столкновения с обрабатываемой поверхностью детали 1. При этом столкновения между гранулами 3 происходят также и во всем объеме зазора 4, создавая таким образом для всего объема находящихся там гранул 3 равномерные условия протекания электрических процессов. При этом электрические процессы между деталью (анодом) и гранулами (катодом) происходят за счет контакта массы электропроводных гранул 3 друг с другом и с находящимся под отрицательным потенциалом контактирующего с гранулами 3 внешнего электрода 2 (катода), находящегося под отрицательным потенциалом. При столкновениях гранул с микровыступами на обрабатываемой поверхности детали 1 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 3 move in the gap 4, they collide with the treated surface of the part 1. In this case, collisions between the granules 3 also occur in the entire volume of the gap 4, thus creating uniform conditions for the flow of electrical processes for the entire volume of granules 3 located there. In this case, the electrical processes between the part (anode) and the granules (cathode) occur due to the contact of the mass of electrically conductive granules 3 with each other and with the external electrode 2 (cathode) in contact with the granules 3, which is under negative potential, which is under negative potential. When granules collide with microprotrusions on the treated surface of part 1, ionic entrainment of mass from microprotrusions occurs, as a result of which the surface is leveled, its roughness decreases and the surface is polished.

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 на полируемой поверхности не наблюдался эффект полирования, а при обработке деталей типа пера лопатки – не происходило скругление кромок детали. При отсутствии 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 (N.R.) was considered a result in which no polishing effect was observed on the polished surface, and when machining parts such as a blade blade, the edges of the part were not rounded. In the absence of 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.

Гранулы, выполненные из анионитов и пропитанными раствором электролита размерами от 0,1 до 0,4 мм (0,05 мм (Н.Р.), 0,1 мм (У.Р.), 0,2 мм (У.Р.), 0,4 мм (У.Р.), 0,6 мм (Н.Р.)). Granules made of anionites and impregnated with an electrolyte solution with dimensions from 0.1 to 0.4 mm (0.05 mm (N.R.), 0.1 mm (U.R.), 0.2 mm (U.R. .), 0.4 mm (U.R.), 0.6 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 used in the proposed invention of anion exchangers 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 MP 68 ”, 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 гранул 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 granules with a frequency of 50 ... 400 Hz was used: 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 up 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 гранулами проводили подавая на деталь положительный, а на гранулы 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 change: electropolishing with granules was carried out by feeding a positive electric potential to the part and a negative electric potential from 25 to 35 V to the granules: 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 гранул, выполненных из анионитов:Applied electrolytes for impregnation of granules 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 гранулами, 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 полирование 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 granules 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 polishing 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.)

Третья группа: детали (образцы и лопатки) из никелевых сплавов марок ЖС6У, ЖС32. Блиск погружали в контейнер с электропроводящими пористыми гранулами, пропитанными электролитом и проводили полирование 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 electrolyte-impregnated electrically conductive porous granules and polished at a current density of 1.5 to 2.1 A / cm 2 until the minimum possible surface roughness was achieved.

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

Электропроводящие пористые гранулы, 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 granules impregnated with an electrolyte of the composition 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 полирования [WO2017186992] при обработке деталей сложной формы из легированных сталей, никелевых и титановых сплавов по предлагаемому способу образование дефектов в виде неполированных участков поверхности, практически не наблюдалось, в то время как при обработке по известному способу полирования [WO2017186992] происходило образование дефектов в виде локальных необработанных участков и точечных дефектов (в результате налипания и припайки гранул). В среднем, при обработке по способу-прототипу [WO2017186992] наблюдалось около 14% случает возникновения дефекта от количества всех обработанных деталей (легированные стали – 17 %, никелевые сплавы – 12%, титановые сплавы – 14%).Compared with the known polishing method [WO2017186992], when processing parts of complex shapes made of alloy steels, nickel and titanium alloys according to the proposed method, the formation of defects in the form of unpolished surface areas was practically not observed, while during processing by the known polishing method [WO2017186992] the formation of defects in the form of local untreated areas and point defects (as a result of adhesion and soldering of granules) took place. On average, when processing according to the prototype method [WO2017186992], about 14% of the occurrence of a defect was observed from the number of all processed parts (alloyed steels - 17%, nickel alloys - 12%, titanium alloys - 14%).

Таким образом, предложенный способ электрополирования металлической детали 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, уменьшения ее шероховатости и скругления кромок пера лопатки.Thus, the proposed method for electropolishing a metal part made it possible to achieve the technical result set in the invention - to improve the quality and reliability of the surface treatment of the metal part by increasing the uniformity of its surface processing, reducing the likelihood of defects, reducing its roughness and rounding the blade tip edges.

Claims (12)

1. Способ электрополирования металлической детали, включающий погружение детали в проводящую среду и подачу противоположного по знаку электрического потенциала на деталь и проводящую среду через введенный в упомянутую среду электрод, отличающийся тем, что электрополирование проводят в среде гранул, выполненных из анионитов, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего электропроводность упомянутых гранул и ионный унос металла с поверхности детали с удалением микровыступов, при этом используют электрод, охватывающий с зазором обрабатываемую поверхность детали, перемещая через упомянутый зазор упомянутые гранулы с обеспечением контакта всей полируемой поверхности детали с упомянутыми гранулами и гранул между собой, причем соотношение размера гранул a и величины зазора b между электродом и поверхностью детали выбирают не менее b = 10 a, и подают на деталь и гранулы электрический потенциал, обеспечивающий ионный унос металла с поверхности обрабатываемой детали и ее полирование в среде упомянутых гранул до получения заданной шероховатости полируемой поверхности.1. A method for electropolishing a metal part, including immersing a part in a conductive medium and supplying an opposite electric potential to the part and a conductive medium through an electrode introduced into the medium, characterized in that electropolishing is carried out in an environment of granules made of anion resins impregnated with an electrolyte solution, providing electrical conductivity of said granules and ionic entrainment of metal from the surface of the part with the removal of microprotrusions, while using an electrode covering the workpiece surface with a gap, moving said granules through said gap to ensure contact of the entire polished surface of the part with said granules and granules with each other, and the ratio the size of the granules a and the size of the gap b between the electrode and the surface of the workpiece are chosen at least b = 10 a, and an electric potential is applied to the workpiece and granules, which provides ionic removal of metal from the surface of the workpiece and its polishing e of the above-mentioned granules to obtain a given roughness of the polished surface. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве анионитов упомянутых гранул используют ионообменные смолы, полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола, причем размеры гранул а выбирают из диапазона 0,1-0,4 мм, причем упомянутые гранулы дополнительно приводят в вибрационное движение.2. A method according to claim 1, characterized in that ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene are used as the anionites of said granules, and the size of the granules is selected from the range of 0.1-0.4 mm,moreover the said granules are additionally set in vibration motion. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрополирование гранулами проводят либо подавая на деталь положительный, а на гранулы отрицательный электрический потенциал от 12 до 35 В, либо в импульсном режиме со сменой полярности, при диапазоне частот импульсов от 20 до 100 Гц, периоде импульсов от 50 мкс до 10 мкс, при амплитуде тока положительной полярности во время импульса +50 А и их длительности от 0,4 до 0,8 мкс, при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса -20 А и их длительности от 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.3. A method according to claim 1, characterized in that electropolishing with granules is carried out either by supplying a positive electric potential to the part and a negative electric potential from 12 to 35 V to the granules, or in a pulsed mode with a polarity reversal, with a pulse frequency range of 20 to 100 Hz , pulse period from 50 μs to 10 μs, with a current amplitude of positive polarity during a pulse of +50 A and their duration from 0.4 to 0.8 μs, with a current amplitude of negative polarity during a pulse of -20 A and their duration from 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. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что электрополирование гранулами проводят либо подавая на деталь положительный, а на гранулы отрицательный электрический потенциал от 12 до 35 В, либо в импульсном режиме со сменой полярности при диапазоне частот импульсов от 20 до 100 Гц, периоде импульсов от 50 мкс до 10 мкс, при амплитуде тока положительной полярности во время импульса +50 А и их длительности от 0,4 до 0,8 мкс, при амплитуде тока отрицательной полярности во время импульса - 20 А и их длительности от 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.4. A method according to claim 2, characterized in that electropolishing with granules is carried out either by supplying a positive electric potential to the part and a negative electric potential from 12 to 35 V to the granules, or in a pulsed mode with a polarity reversal at a pulse frequency range of 20 to 100 Hz, pulse period from 50 μs to 10 μs, with a current amplitude of positive polarity during a pulse of +50 A and their duration from 0.4 to 0.8 μs, with a current amplitude of negative polarity during a pulse - 20 A and their duration from 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. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из легированной стали, а в качестве электролита для пропитки упомянутых гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: 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 NaF от 35 до 55 г/л, или смеси NH4F, NаF и KF при содержании NH4F от 3 до 9 г/л, 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% водного раствора NaNO3, или в электролитах составов, мас.%: (NH4)2SO4 5,Трилон Б 0,8, или в водном растворе, содержащем серную и ортофосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеата при следующем соотношении компонентов, мас.%:5. The method according to any one of claims. 1-4, characterized in that a turbomachine blade made of alloy steel is used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said anion resin granules: NH 4 F 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 a mixture of NH 4 F and KF with an NH 4 F content of 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 mixtures of NH 4 F and NaF with NH 4 F content from 4 to 12 g / l and NaF from 35 to 55 g / l, or mixtures of NH 4 F, NaF and KF with NH 4 F content from 3 to 9 g / l, KF from 20 to 30 g / l and NaF from 10 to 25 g / l, or mixtures of NH 4 F and НF with NH 4 F content from 5 to 15 g / l and НF from 3 to 5 g / l, or from 8 to 14% aqueous solution of NaNO 3 , or in electrolyte compositions, wt%: (NH 4 ) 2 SO 4 5, Trilon B 0.8, or in an aqueous solution containing sulfuric and orthophosphoric acids, block copolymer of ethylene and propylene oxides and sodium salt with ultrafiltered butyl oleate at 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
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что лопатку турбомашины дополнительно приводят в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси без касания с внешним электродом.6. The method according to claim 5, characterized in that the turbomachine blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis without touching the external electrode. 7. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из титанового сплава, а в качестве электролита для пропитки упомянутых гранул 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 СrO3.7. A method according to any one of claims. 1-4, characterized in that a turbomachine blade made of a titanium alloy is used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said anionite granules: 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 . 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что лопатку турбомашины дополнительно приводят в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси без касания с внешним электродом.8. The method according to claim 7, characterized in that the turbomachine blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis without touching the external electrode. 9. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины, выполненную из никелевого сплава, а в качестве электролита для пропитки упомянутых гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6-9,0 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. %:9. The method according to any one of claims. 1-4, characterized in that a turbomachine blade made of nickel alloy is used as a part, and one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating said anionite granules: an aqueous solution of an ammonium fluoride salt with a concentration of 6-9.0 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 and propylene oxides and the sodium salt of sulfonated butyl oleate in the following ratio, 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
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что лопатку турбомашины дополнительно приводят в возвратно-поступательное движение относительно ее продольной оси без касания с внешним электродом.10. The method according to claim. 9, characterized in that the turbomachine blade is additionally driven into reciprocating motion relative to its longitudinal axis without touching the external electrode.
RU2020108821A 2020-02-28 2020-02-28 Method of electropolishing of metal part RU2731705C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108821A RU2731705C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of electropolishing of metal part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108821A RU2731705C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of electropolishing of metal part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731705C1 true RU2731705C1 (en) 2020-09-08

Family

ID=72421477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108821A RU2731705C1 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Method of electropolishing of metal part

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731705C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769105C1 (en) * 2021-09-16 2022-03-28 Аскар Джамилевич Мингажев Method for dry electropolishing of a turbomachine blade
RU2822229C1 (en) * 2023-09-21 2024-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method for electrolytic polishing of aluminum alloy part

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
RU2694684C1 (en) * 2018-10-24 2019-07-16 Аскар Джамилевич Мингажев Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation
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
RU2697757C1 (en) * 2018-11-06 2019-08-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for dry local electropolishing blisk blades and working container for its implementation

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
RU2694684C1 (en) * 2018-10-24 2019-07-16 Аскар Джамилевич Мингажев Method for electrolytic-plasma polishing of blisk blades of turbomachines and an elastic cover for its implementation
RU2697757C1 (en) * 2018-11-06 2019-08-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for dry local electropolishing blisk blades and working container for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769105C1 (en) * 2021-09-16 2022-03-28 Аскар Джамилевич Мингажев Method for dry electropolishing of a turbomachine blade
RU2822229C1 (en) * 2023-09-21 2024-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method for electrolytic polishing of aluminum alloy part

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734206C1 (en) Method of ion polishing part
RU2724734C1 (en) Method of electropolishing part
RU2700229C1 (en) Blisk blades electropolishing method
RU2734179C1 (en) Method of polishing inner surface of part
RU2694941C1 (en) Blisk blades electropolishing method and working container for its implementation
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
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
CN112077402A (en) Electrolytic tool electrode and electrolytic finishing method for internal channel of workpiece by using same
RU2697757C1 (en) Method for dry local electropolishing blisk blades and working container for its implementation
RU2710087C1 (en) Method of processing perforated holes in hollow blades of turbomachine and installation for its implementation
RU2755908C1 (en) Installation for electropolishing blades of turbomachine
RU2730306C1 (en) Method of dry electrically polishing of part
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
RU2716292C1 (en) Method of electropolishing of metal part
RU2799180C1 (en) Method for dry electropolishing of turbomachine blade and installation for its implementation
RU2710086C1 (en) Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation
RU2822229C1 (en) Method for electrolytic polishing of aluminum alloy part
RU2697751C1 (en) Method of making perforated holes in a hollow blade of a turbine from heat-resistant alloy
RU2799641C1 (en) Method of electropolishing of metal part with granules and installation for its implementation
RU2715397C1 (en) Method for processing edges of laminated torsion bar of helicopter rotor and device for its implementation
RU2820090C1 (en) Method for dry electrolytic polishing of aluminum alloy part