RU2785200C1 - Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation - Google Patents

Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2785200C1
RU2785200C1 RU2022113065A RU2022113065A RU2785200C1 RU 2785200 C1 RU2785200 C1 RU 2785200C1 RU 2022113065 A RU2022113065 A RU 2022113065A RU 2022113065 A RU2022113065 A RU 2022113065A RU 2785200 C1 RU2785200 C1 RU 2785200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tube
granules
electrode
electrolyte
polishing
Prior art date
Application number
RU2022113065A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Раис Калимуллович Давлеткулов
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Original Assignee
Раис Калимуллович Давлеткулов
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Filing date
Publication date
Application filed by Раис Калимуллович Давлеткулов, Аскар Джамилевич Мингажев, Николай Константинович Криони filed Critical Раис Калимуллович Давлеткулов
Application granted granted Critical
Publication of RU2785200C1 publication Critical patent/RU2785200C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a technology of electropolishing of inner surfaces of parts of metals and alloys; it can be used for processing of hollow parts of a tube type for increasing their operational characteristics. The method includes placement, inside a tube, of an electrode not contacting with the tube, filling, and movement of a conductive medium inside the tube, supply of an electrical potential to the tube and the electrode, and polishing of an inner surface of the tube to obtain predetermined roughness. In this case, as the conductive medium, granules are used made of anionites impregnated with electrolyte, they are moved by pneumatic transportation, creating excessive pressure at one of inputs to the inner surface of the tube, while providing a contact between granules, as well as between granules and the inner surface of the tube and the electrode. The device contains a product holder made with the possibility of provision of supply of an electrical potential to all tubes and electrodes located inside tubes. Moreover, the electrode is made in the form of a hollow cooled tube, and a system for supply of electrolyte in the form of granules-anionites is made with the possibility of its reverse pneumatic supply and is equipped with a compressor, and a storage hopper is equipped with cyclone for separation of granules from a pneumatic flux.
EFFECT: increase in the quality and reliability of polishing of an inner surface of parts due to an increase in uniformity of processing of surfaces, reduction in a probability of defects, and reduction in roughness.
9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии электрополирования внутренних поверхностей деталей из металлов и сплавов и может быть использовано для обработки полых деталей типа трубок для повышения их эксплуатационных характеристик.The invention relates to the technology of electropolishing the internal surfaces of parts made of metals and alloys and can be used for processing hollow parts such as tubes to improve their performance.

Одним из самых важных показателей качества поверхности деталей является ее шероховатость высокие значения шероховатости поверхности ответственных металлических деталей приводят к снижению их эксплуатационных характеристик, поэтому разработка способов уменьшения шероховатости поверхности деталей является весьма актуальными задачами.One of the most important indicators of the quality of the surface of parts is its roughness.

Известен способ электрохимикомеханического полирования внутренних поверхностей деталей (А.С. СССР №1085734. МПК В23Р 1/04, Способ электрохимикомеханической обработки. Опубл.: 15.04.1984), где съем припуска по длине внутреннего канала осуществляется за счет ударного возвратно-поступательного действия инструмента.A known method of electrochemical-mechanical polishing of the internal surfaces of parts (A.S. USSR No. 1085734. IPC B23R 1/04, Method of electrochemical-mechanical processing. Published: 04/15/1984), where the removal of the allowance along the length of the internal channel is carried out due to the shock reciprocating action of the tool .

Недостатком данного способа является низкое качество обработки внутренней поверхности детали, поскольку используются силовые механические воздействия на поверхностный слой материала детали.The disadvantage of this method is the low quality of processing the inner surface of the part, since mechanical forces are used on the surface layer of the material of the part.

Известен способ электрохимической обработки внутренних поверхностей деталей (патент RU №2166416, МПК В23Н 5/06, опубл.: Бюл. №13, 2001 г.), в котором используют биполярный катод-инструмент, выполненный из чередующихся абразивных и токопроводящих брусков на его формообразующей части, при этом катоду-инструменту одновременно сообщают вращение и вибрацию с обеспечением контакта анода-детали и катода-инструмента.A known method for electrochemical processing of the internal surfaces of parts (patent RU No. 2166416, IPC V23N 5/06, publ.: Bull. No. 13, 2001), which uses a bipolar cathode tool made of alternating abrasive and conductive bars on its shaping parts, while the cathode-tool is simultaneously imparted rotation and vibration to ensure contact between the anode-part and the cathode-tool.

Известен также способ полирования внутренних поверхностей каналов (патент РФ №2251472. МПК B23H 5/06, опубл.: Бюл. №13, 2005). Способ включает перемещение вдоль оси обработки штанги с электродом-инструментом.There is also known a method of polishing the inner surfaces of the channels (RF patent No. 2251472. IPC B23H 5/06, publ.: Bull. No. 13, 2005). The method includes moving along the processing axis of a rod with an electrode-tool.

Известен также способ анодно-абразивного полирования внутренних поверхностей деталей (патент РФ №2588953, МПК В23Н 5/06, опубл. Бюл. №19, 2016 г.), который включает перемещение электрода-инструмента по внутренней поверхности детали вдоль его оси при подключении детали к аноду, а электрода-инструмента к катоду.There is also known a method for anode-abrasive polishing of the inner surfaces of parts (RF patent No. 2588953, IPC V23N 5/06, publ. Bull. No. 19, 2016), which includes moving the tool electrode along the inner surface of the part along its axis when the part is connected to the anode, and the tool electrode to the cathode.

Известен также способ полирования внутренних поверхностей гидроабразивной обработкой (А.С. СССР №1315258 МПК В24 В 31/116, опубл. 1987 г.), включающий обработку поверхности за счет движения жидкости с абразивной массой.There is also known a method of polishing internal surfaces by hydroabrasive treatment (AS USSR No. 1315258 IPC B24 B 31/116, publ. 1987), including surface treatment due to the movement of a liquid with an abrasive mass.

Однако рассмотренные выше способы либо малопригодны (А.С. СССР №1085734, патент RU №2166416, патент РФ №2588953,) для полирования внутренних поверхностей деталей без повреждения или изменения материала поверхностного слоя и не обеспечивают высокого качества и однородности их обработки (А.С. СССР №1315258).However, the methods discussed above are either of little use (A.S. USSR No. 1085734, patent RU No. 2166416, RF patent No. 2588953,) for polishing the internal surfaces of parts without damaging or changing the material of the surface layer and do not provide high quality and uniformity of their processing (A. S. USSR No. 1315258).

Применение в известных способах полирования внутренних поверхностей деталей механического воздействия вызывает ухудшение параметров качества поверхностного слоя материалов, что приводит к снижению ее эксплуатационных характеристик.The use of mechanical action in the known methods of polishing the internal surfaces of parts causes a deterioration in the quality parameters of the surface layer of materials, which leads to a decrease in its performance.

Наиболее перспективными методами обработки деталей 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 for processing parts are electrochemical methods for polishing surfaces [Grilikhes S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Influence on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987], while the methods of electrolytic-plasma polishing (EPP) of parts are of the greatest interest for this area [for example, GDR Patent (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 08/06/1986].

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 качественное полирование внутренних поверхностей деталей.However, the known methods of electropolishing do not allow high-quality polishing of the internal surfaces of parts.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок, включающий размещение внутри трубки электрода, не контактирующего с трубкой, заполнение и перемещение токопроводящей среды внутри трубки, подачу электрического потенциала на трубку и электрод и полирование внутренней поверхности трубки до получения заданной шероховатости ее поверхности [патент РФ №2697759, МПК B23H 3/00. Способ электрохимической обработки внутреннего канала металлической детали и электрод-инструмент для его реализации. Опубл. бюл. №23, 2019 г.]. Способ предусматривает использование гранул-анионитов и электрода-инструмента.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a method electrochemical polishing of the inner surfaces of metal tubes, which includes placing an electrode inside the tube that does not contact the tube, filling and moving the conductive medium inside the tube, applying an electric potential to the tube and electrode, and polishing the inner surface of the tube until a given surface roughness is obtained [RF patent No. 2697759, IPC B23H 3/00. A method for electrochemical processing of the internal channel of a metal part and an electrode-tool for its implementation. Published bul. No. 23, 2019]. The method involves the use of granules-anion exchangers and an electrode-tool.

Однако, известный способ [патент РФ №2697759] не позволяет производить качественное полирование внутренних полостей трубок, особенно малого диаметра, поскольку полирование происходит не всей поверхности одновременно, а также рассматриваемый способ обладает низкой производительностью.However, the known method [RF patent No. 2697759] does not allow high-quality polishing of the internal cavities of the tubes, especially of small diameter, since polishing does not occur on the entire surface at the same time, and the method under consideration has low productivity.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества и надежности полирования внутренней поверхности деталей, особенно полостей трубок малого диаметра.The task to be solved by the claimed invention is to improve the quality and reliability of polishing the inner surface of parts, especially the cavities of small diameter tubes.

Техническим результатом изобретения является повышение качества и надежности полирования внутренней поверхности деталей, особенно полостей трубок малого диаметра 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 polishing the inner surface of parts, especially the cavities of small diameter tubes by increasing the uniformity of its surface treatment, reducing the likelihood of defects and reducing its roughness.

Технический результат достигается за счет того, что в способе электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок, включающем размещение внутри трубки электрода, не контактирующего с трубкой, заполнение и перемещение токопроводящей среды внутри трубки, подачу электрического потенциала на трубку и электрод и полирование внутренней поверхности трубки до получения заданной шероховатости ее поверхности отличающийся тем, что в качестве электропроводящей среды используют гранулы из анионитов, пропитанных электролитом, осуществляют их перемещение методом пневмотранспортировки, создавая избыточное давление на одном из входов во внутреннюю полость трубки при обеспечении контакта между упомянутыми гранулами, а также между гранулами и внутренней поверхностью упомянутой трубки и упомянутым электродом.The technical result is achieved due to the fact that in the method of electrochemical polishing of the internal surfaces of metal tubes, which includes placing an electrode inside the tube that is not in contact with the tube, filling and moving the conductive medium inside the tube, applying an electric potential to the tube and the electrode, and polishing the inner surface of the tube to obtain of a given roughness of its surface, characterized in that granules of anion exchangers impregnated with electrolyte are used as an electrically conductive medium, they are moved by the method of pneumatic transportation, creating excess pressure at one of the entrances to the inner cavity of the tube while ensuring contact between the mentioned granules, as well as between the granules and the internal the surface of said tube and said electrode.

Кроме того возможны следующие, дополнительные приемы выполнения способа: в качестве упомянутой обрабатываемой трубки используют трубки малого диаметра, а в качестве упомянутого электрода используют трубчатый электрод подавая в его внутреннюю полость охлаждающую среду; при перемещении упомянутых гранул трубку подвергают вибрации, а направление движения гранул периодически изменяют на противоположное выбирая период изменения направления движения гранул в диапазоне от 1 до 8 минут; 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=(0,02 до 0,08 мм), причем упомянутые гранулы дополнительно проводят в вибрационное движение и обеспечивают циркуляцию потока упомянутых гранул через бункер-накопитель, снабженный циклоном для отделения гранул от пневмопотока; электрополирование гранулами проводят либо подавая на деталь положительный, а на гранулы отрицательный электрический потенциал от 12 до 35 В, либо в импульном 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 материала упомянутой трубки используют титановый сплав, 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 CrO3; в качестве материала упомянутой трубки используют никелевый сплав, в качестве электролита для пропитки гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония 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.%:In addition, the following additional techniques for performing the method are possible: tubes of small diameter are used as said processed tube, and a tubular electrode is used as said electrode by supplying a cooling medium into its internal cavity; when moving said granules, the tube is subjected to vibration, and the direction of movement of the granules is periodically reversed by choosing the period of change in the direction of movement of the granules in the range from 1 to 8 minutes; as anion exchangers of the mentioned granules, ion-exchange resins are used, obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene, and the dimensions of the granules a are selected from the range a = (0.02 to 0.08 mm), moreover, the mentioned granules are additionally carried out in vibrational motion and ensure the circulation of the flow of said granules through the storage hopper, equipped with a cyclone to separate the granules from the pneumatic flow; electropolishing with granules is carried out either by applying 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, a pulse period of 50 μs to 10 μs, with an amplitude current of positive polarity during the pulse + 50 A and their duration is 0.4 to 0.8 μs, with the amplitude of the current of negative polarity during the pulse - 20 A, and their duration is 0.2 to 0.4 μs, with a rectangular shape of the output pulses current and duration of pauses between pulses from 49.6 µs to 9.2 µs; titanium alloy is used as the material of said tube, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnation of said anion exchanger granules: or an aqueous solution of a mixture of NH4F and KF with an NH4F content of 8 to 14 g/l and KF of 48 g/l, or an aqueous solution containing 30 - 50 g/l KF⋅2H2O and 2 - 5 g/l CrO3; nickel alloy is used as the material of said tube, one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnation of granules from anion exchangers: an aqueous solution of ammonium fluoride salt 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 phosphoric 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 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

Известно устройство для электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических деталей (патент RU №2166416, МПК В23Н 5/06, опубл.: Бюл. №13, 2001 г.), в котором используют биполярный катод-инструмент, выполненный из чередующихся абразивных и токопроводящих брусков на его формообразующей части (патент RU №2166416, МПК В23Н 5/06, опубл.: Бюл. №13, 2001 г.), в котором используют биполярный катод-инструмент, выполненный из чередующихся абразивных и токопроводящих брусков на его формообразующей части.A device for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal parts is known (patent RU No. 2166416, IPC V23N 5/06, publ.: Bull. No. 13, 2001), which uses a bipolar cathode tool made of alternating abrasive and conductive bars on its shaping part (patent RU No. 2166416, IPC V23N 5/06, publ.: Bull. No. 13, 2001), which uses a bipolar cathode tool made of alternating abrasive and conductive bars on its shaping part.

Известно также устройство для электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических деталей (патент РФ №2588953, МПК В23Н 5/06, опубл. Бюл. №19, 2016 г.), в котором используют электрод-инструмента, выполненный с возможностью перемещения по внутренней поверхности детали вдоль его оси при подключении детали к аноду, а электрода-инструмента к катоду.A device for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal parts is also known (RF patent No. 2588953, IPC V23N 5/06, publ. Bull. No. 19, 2016), in which an electrode tool is used, made with the possibility of moving along the inner surface of the part along its axis when connecting the part to the anode, and the tool electrode to the cathode.

Однако рассмотренные выше устройства либо малопригодны (RU №2166416, патент РФ №2588953) для полирования внутренних поверхностей деталей без повреждения или изменения материала поверхностного слоя и не обеспечивают высокого качества и однородности их обработки.However, the devices discussed above are either of little use (RU No. 2166416, RF patent No. 2588953) for polishing the internal surfaces of parts without damaging or changing the material of the surface layer and do not provide high quality and uniformity of their processing.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок включающее держатель изделий, выполненный с возможностью обеспечения подачи электрического потенциала отдельно на все трубки и электроды, расположенные внутри каждой обрабатываемой трубки и не контактирующих с упомянутой трубками, системы подачи электролита внутрь каждой трубки, источника электрического питания, обеспечивающего подачу упомянутого электрического потенциала на все упомянутые трубки и электроды, бункер-накопитель электролита, систему регенерации электролита и систему охлаждения [патент РФ №2697759, МПК B23H 3/00. Способ электрохимической обработки внутреннего канала металлической детали и электрод-инструмент для его реализации. Опубл. бюл. №23, 2019 г.]. При этом устройство предусматривает использование пакета из гранул-анионитов, подключенных к внутреннему электроду и контактирующих с обрабатываемой поверхностью.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a device for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal tubes, including a product holder, configured to supply electrical potential separately to all tubes and electrodes located inside each tube being processed and not in contact with said tubes, systems electrolyte supply inside each tube, an electrical power supply that supplies the said electric potential to all the said tubes and electrodes, electrolyte storage bin, electrolyte regeneration system and cooling system [RF patent No. 2697759, IPC B23H 3/00. A method for electrochemical processing of the internal channel of a metal part and an electrode-tool for its implementation. Published bul. No. 23, 2019]. In this case, the device provides for the use of a package of granules-anion exchangers connected to the internal electrode and in contact with the surface to be treated.

Однако, известное устройство [патент РФ №2697759] не позволяет производить качественное полирование внутренних полостей трубок, особенно малого диаметра, поскольку полирование происходит не всей поверхности одновременно.However, the known device [RF patent No. 2697759] does not allow high-quality polishing of the internal cavities of the tubes, especially of small diameter, since polishing does not occur on the entire surface at the same time.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества и надежности полирования внутренней поверхности деталей, особенно полостей трубок малого диаметра.The task to be solved by the claimed invention is to improve the quality and reliability of polishing the inner surface of parts, especially the cavities of small diameter tubes.

Техническим результатом изобретения является повышение качества и надежности полирования внутренней поверхности деталей, особенно полостей трубок малого диаметра 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 polishing the inner surface of parts, especially the cavities of small diameter tubes by increasing the uniformity of its surface treatment, reducing the likelihood of defects and reducing its roughness.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок включающее держатель изделий, выполненный с возможностью обеспечения подачи электрического потенциала отдельно на все трубки и электроды, расположенные внутри каждой обрабатываемой трубки и не контактирующих с упомянутой трубками, системы подачи электролита внутрь каждой трубки, источника электрического питания, обеспечивающего подачу упомянутого электрического потенциала на все упомянутые трубки и электроды, бункер-накопитель электролита, систему регенерации электролита и систему охлаждения в отличие от прототипа упомянутый электрод выполнен в виде полой трубки, соединенной с системой жидкостного охлаждения, снабженной емкостью для охлаждающей жидкости и насосом, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей жидкости через внутренние полости всех электродов, причем используется электролит в виде гранул-анионитов, а система подачи электролита в виде гранул-анионитов выполнена с возможностью реверсивной пневмоподачи упомянутого электролита и снабжена компрессором, а бункер накопитель снабжен циклоном для отделения гранул от пневмопотока.The technical result is achieved due to the fact that a device for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal tubes, including a product holder, is configured to supply an electric potential separately to all tubes and electrodes located inside each tube being processed and not in contact with said tubes, the electrolyte supply system inside each tube, a source of electrical power supplying said electrical potential to all said tubes and electrodes, an electrolyte storage bin, an electrolyte regeneration system and a cooling system, in contrast to the prototype, said electrode is made in the form of a hollow tube connected to a liquid cooling system equipped with a container for the coolant and a pump that circulates the coolant through the internal cavities of all electrodes, and the electrolyte is used in the form of granules-anion exchangers, and the electrolyte supply system is in the form of grains. null-anion exchangers are made with the possibility of reversible pneumatic supply of said electrolyte and equipped with a compressor, and the storage hopper is equipped with a cyclone for separating granules from the pneumatic flow.

Кроме того возможно следующее, дополнительное выполнение элемента устройства: держатель изделий может быть выполнен с виде плоской пластины с ячейками для закрепления каждой обрабатываемой трубки, снабжен цангами для центрирования и закрепления внутренних электродов, системами герметизации обрабатываемой трубки, от охлаждающей жидкости и подачи на каждый электрод и трубочку упомянутого электрического потенциала. In addition, the following additional execution of the device element is possible: the product holder can be made in the form of a flat plate with cells for fixing each processed tube, equipped with collets for centering and fixing the internal electrodes, sealing systems for the processed tube, from cooling liquid and supply to each electrode and tube of the mentioned electric potential.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема процесса подачи гранул через внутреннюю полость трубки. На фиг. 2 показан вариант установки для обработки трубок. Фиг. 1 и 2 содержат: 1 - установка; 2 - крышки-разъемы; 3 - ячейка; 4 - корпус установки; 5 - охлаждающая среда; 6 - зажим-фиксатор электрода; 7 - держатель изделий; 8 - электрод; 9 - гранулы; 10 - трубка; 11 - зона обработки; 12 - полость для транспортировки гранул; 14 - штуцера подачи и вывода охлаждающей среды; 13 - штуцера для подачи и вывода гранул. 15 - коллектор для гранул; 16 - коллектор охлаждающей среды; Р - давление превмосистемы. (Бирюзовые стрелками обозначено направление движения охлаждающей среды; зелеными стрелками обозначено направление движения гранул).The essence of the invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a diagram of the process of feeding granules through the internal cavity of the tube. In FIG. 2 shows a variant of a tube processing plant. Fig. 1 and 2 contain: 1 - installation; 2 - covers-connectors; 3 - cell; 4 - installation body; 5 - cooling medium; 6 - clamp-clamp of the electrode; 7 - product holder; 8 - electrode; 9 - granules; 10 - tube; 11 - processing zone; 12 - cavity for transporting granules; 14 - fitting for supply and output of the cooling medium; 13 - fitting for supply and output of granules. 15 - collector for granules; 16 - coolant collector; P is the pressure of the pneumatic system. (Turquoise arrows indicate the direction of movement of the cooling medium; green arrows indicate the direction of movement of the pellets).

Заявляемый способ ионного полирования внутренней поверхности детали, в частности внутренней поверхности трубки малого диаметра из титанового сплава в процессе ее изготовления осуществляется следующим образом.The inventive method of ion polishing the inner surface of the part, in particular the inner surface of a small diameter tube made of titanium alloy during its manufacture is carried out as follows.

В ячейке 3 установки 1 в рабочей полости 11 (на вертикальном участке полости для прохождения гранул) на опорах держателя изделий 7 закрепляют обрабатываемую трубку (фиг. 1 и фиг. 2). Держатель изделий 7 на входе и выходе в полость трубки снабжен зажимами-воронками, облегчающими прохождение гранул в прямом и обратном направлениях (фиг. 1). Через центральную ось трубки 10 вставляют трубчатый электрод 8 и фиксируют его с помощью зажима-фиксатора электрода (например, цангового зажима) 6, обеспечивающих точную центровку электрода 8, без его контакта с трубкой 10 (фиг. 1). Через систему переходников и уплотнений (не показано) электрод 8 подсоединяют к системе подачи охлаждающей среды 5. Для доступа к внутренним рабочим полостям установки 1 предусматриваются соответствующие разъемы и заглушки (на схемах не показано). При установки трубки 10 и электрода 8 они присоединяются к соответствующим электрическим контактам (показано красным и желтым цветом) (фиг. 1 и фиг. 2).. После завершения установки трубки 10 (на технологической установке предусматривается несколько ячеек для одновременной обработки партии трубок) во внутрь электрода 8 подается охлаждающая среда 5 (например, вода), включается система пневмоподачи (обозначено зелеными стрелками) и через полость для транспортировки гранул 12 гранулы 9 проходят через внутреннюю поверхность обрабатываемой трубки 10, подается разноименный электрический потенциал на электрод и трубку 10 и начинают процесс полирования внутренней поверхности трубки 10 (фиг. 1 и фиг. 2). Для повышения однородности обработки внутренней поверхности трубки 10, периодически изменяют направление движения гранул на противоположное (выбирая период изменения направления движения гранул в диапазоне от 1 до 8 минут). Кроме того, дополнительно, трубку (или электрод) повергают вибрации. После окончания обработки трубку удаляют раскрывая крышки-разъемы 2. При этом, как один из вариантов выполнения ячейки 3 установки 1 используют стационарный электрод 8, закрепленный на нижней части установки 1, а верхнюю часть электрода 8 центрируют цанговым зажимом 6 после установки трубки 10 в рабочую полость ячейки 9, установки 1 и закрытия верхней крышки 4. После этого зону обработки 11 закрывают пробкой 2.In the cell 3 of the installation 1 in the working cavity 11 (in the vertical section of the cavity for the passage of granules), the processed tube is fixed on the supports of the product holder 7 (Fig. 1 and Fig. 2). The product holder 7 at the inlet and outlet of the tube cavity is equipped with funnel clips that facilitate the passage of granules in the forward and reverse directions (Fig. 1). A tubular electrode 8 is inserted through the central axis of the tube 10 and fixed with an electrode clamp (for example, a collet clamp) 6, which ensures accurate centering of the electrode 8, without contact with the tube 10 (Fig. 1). Through a system of adapters and seals (not shown), the electrode 8 is connected to the cooling medium supply system 5. For access to the internal working cavities of the installation 1, appropriate connectors and plugs are provided (not shown in the diagrams). When tube 10 and electrode 8 are installed, they are connected to the corresponding electrical contacts (shown in red and yellow) (Fig. 1 and Fig. 2). a cooling medium 5 (for example, water) is supplied inside the electrode 8, the pneumatic supply system is turned on (indicated by green arrows) and through the cavity for transporting granules 12, granules 9 pass through the inner surface of the processed tube 10, opposite electrical potential is applied to the electrode and tube 10 and start the process polishing the inner surface of the tube 10 (Fig. 1 and Fig. 2). To improve the uniformity of the processing of the inner surface of the tube 10, periodically change the direction of movement of the granules to the opposite (selecting a period of change in the direction of movement of the granules in the range from 1 to 8 minutes). In addition, in addition, the tube (or electrode) is subjected to vibrations. After the end of processing, the tube is removed by opening the connector covers 2. In this case, as one of the embodiments of the cell 3 of the installation 1, a stationary electrode 8 is used, fixed on the lower part of the installation 1, and the upper part of the electrode 8 is centered with a collet clamp 6 after the tube 10 is installed in the working the cavity of the cell 9, installation 1 and closing of the top cover 4. After that, the processing zone 11 is closed with a stopper 2.

Электрополирование трубки (фиг. 1) проводят посредством протекания электрохимических процессов (ионного уноса материала обрабатываемой трубки 10 между трубкой 10 и электродом 8 через гранулы 9, выполненные из анионитов, пропитанных раствором электролита, обеспечивающего их электропроводность и ионный унос металла с поверхности внутренних полостей трубки с удалением с нее микровыступов.Tube electropolishing (Fig. 1) is carried out by electrochemical processes (ionic ablation of the material of the processed tube 10 between tube 10 and electrode 8 through granules 9 made of anion exchangers impregnated with an electrolyte solution that ensures their electrical conductivity and ionic entrainment of metal from the surface of the internal cavities of the tube with removing microprotrusions from it.

В качестве анионитов используют ионообменные смолы, полученные на основе сополимеризации либо полистирола, либо полиакрилата и дивинилбензола. Размеры гранул, в зависимости от внутреннего диаметра трубки выбирают из диапазона от 0,08 до 0,60 мм.As anion exchangers, ion-exchange resins are used, obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene. The size of the granules, depending on the inner diameter of the tube, is selected from the range from 0.08 to 0.60 mm.

Электрополирование проводят либо подавая на трубку 10 положительный, а на электрод 8 отрицательный электрический потенциал, величиной от 12 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 is carried out either by applying a positive electric potential to the tube 10, and a negative electric potential to the electrode 8, ranging from 12 to 35 V, or in a pulsed mode with a polarity reversal, with a pulse frequency range of 20 to 100 Hz, a pulse period of 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 the shape of the output current pulses and the duration of pauses between pulses from 49.6 µs to 9.2 µs.

При полировании внутренней поверхности трубки 10 выполненной из титанового сплава, в качестве электролитов для пропитки 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 CrO3.When polishing the inner surface of the tube 10 made of titanium alloy, one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnation of granules from anion exchangers: or an aqueous solution of a mixture of NHfourF and KF at NH contentfourF - from 8 to 14 g/l and KF - from 36 to 48 g/l, or an aqueous solution with a content of 30 - 50 g/l KF⋅2H2O and 2 - 5 g/l CrO3.

При полировании полостей трубки выполненной из никелевого сплава, в качестве электролита для пропитки гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония 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.%:When polishing the cavities of a tube made of nickel alloy, one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnation of anion exchanger granules: an aqueous solution of an ammonium fluoride salt 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 phosphoric 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 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

Процесс полирования осуществляют до получения заданной величины шероховатости внутренней поверхности трубки 10.The polishing process is carried out until the specified value of the roughness of the inner surface of the tube 10 is obtained.

Принудительное движение гранул 9 в прямом и противоположном направлениях через внутреннюю полость трубки 10 и осуществление ее вибрации позволяют обеспечить равномерную обработку всей внутренней поверхности трубки 10 и тем самым повысить качество и однородность ее свойств.The forced movement of the granules 9 in forward and opposite directions through the inner cavity of the tube 10 and the implementation of its vibration make it possible to ensure uniform processing of the entire inner surface of the tube 10 and thereby improve the quality and uniformity of its properties.

При осуществлении способа происходят следующие процессы. При движении гранул в полости трубки происходят их одновременный контакт с обрабатываемой поверхностью трубки 10 и электродом 8, расположенным в сердцевине трубки 10, создавая тем самым равномерные условия протекания электрохимических процессов. При этом электрохимические процессы (ионный унос материала с обрабатываемой поверхности) между трубкой 10 (анодом) и с электродом 8 (катодом) происходят за счет контакта гранул-анионитов 9. При контакте гранул 9 с микровыступами с обрабатываемой поверхности трубки 10 происходит ионный унос металла с микровыступов, в результате чего происходит выравнивание поверхности, уменьшается ее шероховатость и осуществляется полирование поверхности.When implementing the method, the following processes occur. When the granules move in the tube cavity, they simultaneously come into contact with the treated surface of the tube 10 and the electrode 8 located in the core of the tube 10, thereby creating uniform conditions for the flow of electrochemical processes. In this case, electrochemical processes (ionic entrainment of material from the treated surface) between tube 10 (anode) and electrode 8 (cathode) occur due to the contact of granules-anion exchangers 9. When granules 9 come into contact with microprotrusions from the treated surface of tube 10, ionic entrainment of metal occurs with microprotrusions, as a result of which the surface is leveled, its roughness is reduced and the surface is polished.

Были проведены также следующие исследования по полированию внутренних полостей трубок из титановых и никелевых сплавов. Неудовлетворительным результатом (Н.Р.) считался результат, при котором на полируемой поверхности не наблюдался эффект полирования. При отсутствии дефектов на поверхности детали результат признавался удовлетворительным (У.Р.)The following studies were also carried out on polishing the internal cavities of tubes made of titanium and nickel alloys. An unsatisfactory result (N.R.) was considered a result in which no polishing effect was observed on the polished surface. In the absence of defects on the surface of the part, the result was considered 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 размерами: (0,05 мм (Н.Р.), 0,08 мм (У.Р.), 0,1 мм (У.Р.), 0,2 мм (У.Р.), 0,4 мм (У.Р.), 0,6 мм (У.Р.), 0,8 мм (Н.Р.).Granules made of anion exchangers with dimensions: (0.05 mm (N.R.), 0.08 mm (U.R.), 0.1 mm (U.R.), 0.2 mm (U.R. ), 0.4 mm (U.R.), 0.6 mm (U.R.), 0.8 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 МК 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 внутренних полостей трубок из никелевых и титановых сплавов.The anion exchangers used are ion-exchange resins obtained on the basis of copolymerization of either polystyrene or polyacrylate and divinylbenzene. Brands used in the proposed invention anion exchangers based on synthetic resins: Anion exchange resin 17-8ChS, Purolite A520E anion exchange resin, Lewatit S 6328 A (based on styrene-divinylbenzene copolymer), Lewatit M500, Lewatit MonoPlus MK 51, Lewatit MonoPlus MP 68 ”, Purolite C150E, Purolite A-860 (macroporous strongly basic anion exchange resin based on acrylates), sulfonated styrene-divinylbenzene anion exchange resin. The listed anion exchangers impregnated with the above electrolyte compositions showed a positive result when polishing the internal cavities of tubes made of nickel and titanium alloys.

При импульсном режиме со сменой полярности:In pulse mode with polarity reversal:

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

- 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 (U.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.);- the amplitude of the current of positive polarity during the pulse + 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 (U.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 (U.R.), 0.4 µs (U.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 проводили, подавая на обрабатываемую трубку положительный, а на электрод -отрицательный электрический потенциал от 12 до 35 В: 8 В (Н.Р.), 12 В (У.Р.), 20 В (У.Р.), 30 В (У.Р.), 35 В (У.Р.), 45 В (Н.Р.),In the mode without polarity reversal: electropolishing was carried out by applying a positive electric potential to the processed tube, and a negative electric potential from 12 to 35 V to the electrode: 8 V (N.R.), 12 V (U.R.), 20 V (U.R.). .R.), 30 V (U.R.), 35 V (U.R.), 45 V (N.R.),

Первая группа: детали (трубки) из титановых сплавов марок ВТ9, ВТ-1, ВТ3-1, ВТ8. Трубки обрабатывали гранулами из анионитов, пропитанных 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 first group: parts (tubes) made of titanium alloys of grades VT9, VT-1, VT3-1, VT8. The tubes were treated with granules of anion exchangers impregnated with an electrolyte of the following composition: an aqueous solution of a mixture of NHfourF and KF at NH contentfourF - 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/cm2 until the lowest possible surface roughness is achieved.

Условия обработки по предлагаемому способу.Processing conditions according to 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 mixturefourF and KF at NH contentfourF (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.)

Вторая группа: трубки из никелевых сплавов марок ЖС6У, ЖС32. Лопатки обрабатывали гранулами из анионитов, пропитанных электролитом, и проводили полирование при плотности тока 1,5 до 2,1 А/см2 до достижения минимально возможной шероховатости поверхности.The second group: tubes made of nickel alloys of ZhS6U, ZhS32 grades. The blades were treated with electrolyte-impregnated anion resin granules and polished at a current density of 1.5 to 2.1 A/cm 2 until the lowest possible surface roughness was achieved.

Условия обработки по предлагаемому способу.Processing conditions according to the proposed method.

Гранулы из анионитов, пропитанных электролитом состава: водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6,0 - 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.).Granules from anion exchangers impregnated with an electrolyte composition: an aqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6.0 - 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 (O.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. .).

ТаблицаTable No. Материал трубкиTube material ЭлектролитElectrolyte Количество дефектов обработанной поверхности, %The number of defects in the treated surface, % По способу прототипуPrototype method По предлагаемому способуAccording to the proposed method 1one ВТ9 BT9 водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6,0 - 9,0 г/литрaqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6.0 - 9.0 g / liter 2424 8eight 22 ВТ-1VT-1 2222 66 33 ВТ3-1VT3-1 2626 77 4four ВТ8.BT8. 30thirty 55 55 ЖС6У ZhS6U водный раствор соли фторида аммония концентрацией 6,0 - 9,0 г/л,an aqueous solution of ammonium fluoride salt with a concentration of 6.0 - 9.0 g / l, 2727 77 66 ЖС32ZhS32 2121 4four 77 ЖС6У
ZhS6U
водный раствор, содержащий серную и ортофосфорную кислоты, блок-сополимер окисей этилена и пропилена и натриевую соль сульфированного бутилолеатаan aqueous solution containing sulfuric and phosphoric acids, a block copolymer of ethylene and propylene oxides, and sodium salt of sulfonated butyl oleate 2525 66
8eight ЖС32ZhS32 2323 55

По сравнению с известным способом полирования [патент РФ №2697759] при обработке деталей с внутренними полостями из 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 [патент РФ №2697759] обработка внутренних поверхностей трубок происходидо неравномерно, наблюдалось образование ступенек от электрода-инструмента. В среднем, при обработке по способу-прототипу [патент РФ №2697759] наблюдалось около 25% случаев возникновения дефектов, от количества всех обработанных деталей (никелевые сплавы - 24%, титановые сплавы - 25,5%), а по предлагаемому способу соответственно: около 6% случаев возникновения дефектов, от количества всех обработанных деталей (никелевые сплавы - 5,5%, титановые сплавы - 6,5%).Compared with the known polishing method [RF patent No. 2697759], when processing parts with internal cavities made of 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 when processing according to the known polishing method [patent RF No. 2697759] the processing of the inner surfaces of the tubes was uneven, the formation of steps from the electrode-tool was observed. On average, when processing according to the prototype method [RF patent No. 2697759], about 25% of cases of defects were observed, from the number of all processed parts (nickel alloys - 24%, titanium alloys - 25.5%), and according to the proposed method, respectively: about 6% of cases of defects, from the number of all machined parts (nickel alloys - 5.5%, titanium alloys - 6.5%).

Таким образом, предложенные способ электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок и устройство для его реализации позволили достигнуть поставленного в изобретении технического результата - повышения качества и надежности полирования внутренней поверхности деталей, особенно полостей трубок малого диаметра за счет повышения однородности обработки ее поверхности, снижения вероятности появления дефектов и уменьшения ее шероховатости.Thus, the proposed method for electrochemical polishing of the inner surfaces of metal tubes and a device for its implementation made it possible to achieve the technical result set in the invention - improving the quality and reliability of polishing the inner surface of parts, especially the cavities of small diameter tubes by increasing the uniformity of its surface treatment, reducing the likelihood of defects and reduce its roughness.

Claims (10)

1. Способ электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок, включающий размещение внутри трубки электрода, не контактирующего с трубкой, заполнение и перемещение токопроводящей среды внутри трубки, подачу электрического потенциала на трубку и электрод и полирование внутренней поверхности трубки до получения заданной шероховатости ее поверхности, отличающийся тем, что в качестве электропроводящей среды используют гранулы из анионитов, пропитанных электролитом, осуществляют их перемещение методом пневмотранспортировки, создавая избыточное давление на одном из входов во внутреннюю полость трубки при обеспечении контакта между упомянутыми гранулами, а также между гранулами и внутренней поверхностью упомянутой трубки и упомянутым электродом. 1. A method for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal tubes, which includes placing an electrode inside the tube that is not in contact with the tube, filling and moving a conductive medium inside the tube, applying an electric potential to the tube and the electrode, and polishing the inner surface of the tube until a given roughness of its surface is obtained, characterized in that that granules of anion exchangers impregnated with electrolyte are used as an electrically conductive medium, they are moved by the method of pneumatic transportation, creating excess pressure at one of the entrances to the internal cavity of the tube while ensuring contact between the said granules, as well as between the granules and the inner surface of the said tube and the said electrode . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упомянутого электрода используют трубчатый электрод, подавая в его внутреннюю полость охлаждающую среду.2. The method according to p. 1, characterized in that a tubular electrode is used as the said electrode, supplying a cooling medium into its internal cavity. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при перемещении упомянутых гранул трубку подвергают вибрации, а направление движения гранул периодически изменяют на противоположное, выбирая период изменения направления движения гранул в диапазоне от 1 до 8 минут.3. The method according to claim 1, characterized in that when moving the said granules, the tube is subjected to vibration, and the direction of movement of the granules is periodically reversed, choosing a period of change in the direction of movement of the granules in the range from 1 to 8 minutes. 4. 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 а = (0,08 до 0,60 мм), причем упомянутые гранулы дополнительно проводят в вибрационное движение и обеспечивают циркуляцию потока упомянутых гранул через бункер-накопитель, снабженный циклоном для отделения гранул от пневмопотока.4. The 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 anion exchangers of the mentioned granules, and the dimensions of the granules a are selected from the range a = (0.08 to 0.60 mm), moreover, said granules are additionally carried out in vibratory motion and the flow of said granules is circulated through the storage hopper, equipped with a cyclone to separate the granules from the pneumoflow. 5. 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, 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.5. The method according to claim 1, characterized in that electropolishing with granules is carried out either by applying 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 positive polarity current amplitude during a pulse of +50 A and a duration of 0.4 to 0.8 µs, with a negative polarity current amplitude during a pulse of 20 A, and a duration of 0, 2 to 0.4 µs, with a rectangular shape of the output current pulses and the duration of pauses between pulses from 49.6 µs to 9.2 µs. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве материала упомянутой трубки используют титановый сплав, 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 CrO3.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that a titanium alloy is used as the material of said tube, and one of the following aqueous solutions is used as electrolytes for impregnation of said anion exchanger granules: or an aqueous solution of a mixture of NH4F and KF with an NH4F content of 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 . 7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве материала упомянутой трубки используют никелевый сплав, в качестве электролита для пропитки гранул из анионитов используют один из следующих водных растворов: водный раствор соли фторида аммония 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.%:7. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that a nickel alloy is used as the material of said tube, one of the following aqueous solutions is used as an electrolyte for impregnating granules of anion exchangers: an aqueous solution of ammonium fluoride salt 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 and propylene oxides and 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
8. Устройство для электрохимического полирования внутренних поверхностей металлических трубок, включающее держатель изделий, выполненный с возможностью обеспечения подачи электрического потенциала отдельно на все трубки и электроды, расположенные внутри каждой обрабатываемой трубки и не контактирующих с упомянутыми трубками, системы подачи электролита внутрь каждой трубки, источника электрического питания, обеспечивающего подачу упомянутого электрического потенциала на все упомянутые трубки и электроды, бункер-накопитель электролита, систему регенерации электролита и систему охлаждения, отличающееся тем, что упомянутый электрод выполнен в виде полой трубки, соединенной с системой жидкостного охлаждения, снабженной емкостью для охлаждающей жидкости и насосом, обеспечивающим циркуляцию охлаждающей жидкости через внутренние полости всех электродов, причем используется электролит в виде гранул-анионитов, а система подачи электролита в виде гранул-анионитов выполнена с возможностью реверсивной пневмоподачи упомянутого электролита и снабжена компрессором, а бункер накопитель снабжен циклоном для отделения гранул от пневмопотока. 8. A device for electrochemical polishing of the internal surfaces of metal tubes, including a holder of products, made with the possibility of supplying an electric potential separately to all tubes and electrodes located inside each tube being processed and not in contact with the said tubes, an electrolyte supply system inside each tube, an electrical source power supply, providing the supply of the mentioned electric potential to all the mentioned tubes and electrodes, the electrolyte storage bin, the electrolyte regeneration system and the cooling system, characterized in that the said electrode is made in the form of a hollow tube connected to a liquid cooling system, equipped with a container for cooling liquid and a pump that circulates the coolant through the internal cavities of all electrodes, and the electrolyte is used in the form of anion exchange granules, and the electrolyte supply system in the form of anion exchange granules is made with the possibility of reversing of said electrolyte and is equipped with a compressor, and the storage hopper is equipped with a cyclone to separate the granules from the pneumatic flow. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что держатель изделий выполнен с виде плоской пластины с ячейками для закрепления каждой обрабатываемой трубки, снабжен цангами для центрирования и закрепления внутренних электродов, системами герметизации обрабатываемой трубки, от охлаждающей жидкости и подачи на каждый электрод и трубку упомянутого электрического потенциала.9. The device according to claim 8, characterized in that the product holder is made in the form of a flat plate with cells for fixing each processed tube, equipped with collets for centering and fixing the internal electrodes, sealing systems for the processed tube, from cooling liquid and supply to each electrode and tube of the mentioned electric potential.
RU2022113065A 2022-05-16 Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation RU2785200C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785200C1 true RU2785200C1 (en) 2022-12-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093758A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Polishing system and polishing pad for use therein and polishing method
RU2588953C1 (en) * 2014-12-08 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Method for anodic-abrasive machining of holes
RU2697759C1 (en) * 2019-02-01 2019-08-19 Аскар Джамилевич Мингажев Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation
RU2710086C1 (en) * 2019-10-03 2019-12-24 Мингажев Аскар Джамилевич Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093758A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Polishing system and polishing pad for use therein and polishing method
RU2588953C1 (en) * 2014-12-08 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Method for anodic-abrasive machining of holes
RU2697759C1 (en) * 2019-02-01 2019-08-19 Аскар Джамилевич Мингажев Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation
RU2710086C1 (en) * 2019-10-03 2019-12-24 Мингажев Аскар Джамилевич Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734206C1 (en) Method of ion polishing part
CN109570666A (en) It is electrolysed linear cutter bipolarity tool-electrode and production and processing method
RU2700229C1 (en) Blisk blades electropolishing method
CN110000622A (en) A kind of device and method of chemistry magnetic-granular composite milling pipe internal surface
CN109877657B (en) Electrochemical thickening and polishing method
US20210031286A1 (en) Electrical discharge machining system including in-situ tool electrode
CN111570952A (en) Air-cooled hollow blade air film hole inner wall sharp corner rounding device and method
US3326785A (en) Electrolytic polishing apparatus and method
CN110560807A (en) Plane grinding and electrolytic combined machining device, system and method
RU2785200C1 (en) Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation
CN111515480B (en) Particle-assisted mask electrolytic machining device and method
RU2710087C1 (en) Method of processing perforated holes in hollow blades of turbomachine and installation for its implementation
RU2710086C1 (en) Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation
US4534831A (en) Method of and apparatus for forming a 3D article
CN112077402A (en) Electrolytic tool electrode and electrolytic finishing method for internal channel of workpiece by using same
RU2715396C1 (en) Method for electric polishing of gte blade of alloyed steel and device for its implementation
RU2769105C1 (en) Method for dry electropolishing of a turbomachine blade
RU2731705C1 (en) Method of electropolishing of metal part
CN110842308B (en) In-situ co-liquid electrochemical composite processing device and method
RU2697759C1 (en) Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation
TW201628747A (en) Method and device for producing cannulas
RU2755908C1 (en) Installation for electropolishing blades of turbomachine
CN116100098A (en) Internal liquid filling type diamond electrode electrolytic electric spark grinding composite processing system and method
RU2716292C1 (en) Method of electropolishing of metal part
CN111168174A (en) Electromagnetic composite tool grinding head, electrolytic grinding machining device and method