СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ КОМПЛЕКСНЫХ НИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2000 года по МПК C23G1/02 

Предполагаемое изобретение относится к обработке металлических поверхностей, преимущественно очистке деталей из сталей и сплавов титана, в частности к составам для очистки лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД).

Для защиты от коррозии и упрочнения поверхности на лопатки компрессора при ремонте ГТД наносится комплексное покрытие, содержащее нитриды переходных металлов. При эксплуатации ГТД лопатки из сталей и сплавов титана, расположенные в газовоздушном тракте компрессора, контактируют при 350-500^oC с газовым потоком. При этом повреждается защитное комплексное нитридное покрытие.

Кроме того, в процессе нанесения нового покрытия часть лопаток отбраковывается из-за некачественной адгезии покрытия к перу лопатки.

В процессе ремонта ГТД возникает необходимость очистки поверхности лопаток от некачественного комплексного нитридного покрытия.

Известен способ удаления слоев нитрида титана с никелевых поверхностей часов (Пат. ГДР 228977, МКИ⁴ C 23 G 1/24, 1985), включающий обработку в 35%-ном растворе пероксида водорода и механическую полировку пастой на полировальном круге.

Однако для очистки от комплексного нитридного покрытия указанный состав и способ неприменим, так как комплексное покрытие не удаляется полностью, а обработка лопаток сложного профиля на полировальном круге невозможна.

Известен также раствор для удаления оксидных пленок с поверхности титана и его сплавов (А.с. N 1696583. C 23 F 1/26, 1989), включающий соляную кислоту, фторид натрия и пероксид водорода.

Однако для очистки деталей от комплексного нитридного покрытия указанный состав неприменим, так как комплексное покрытие не удаляется полностью.

В настоящее время на ремонтных предприятиях очистку лопаток из сталей и сплавов титана проводят в растворе лабомида 202 (100 г/л) (Руководство по ремонту двигателей ТВ2-117А. - М.: Машиностроение. , 1974 г). Однако при использовании указанного раствора качество очистки низкое, степень полностью очищенных от комплексного нитридного покрытия лопаток не превышает 55% и на очищенных деталях имеется белый налет.

Наиболее близким к заявляемому является состав для удаления покрытий из нитридов титана, содержащий азотную кислоту, серную кислоту и динатриевую соль нафталиндисульфокислоты. (патент РФ N 2101389, кл. C 23 G 1/02, 1998 г. ).

Предполагаемое изобретение направлено на повышение качества очистки от комплексных нитридных покрытий поверхности деталей из сталей и титана.

Это достигается тем, что предлагаемый состав, содержащий азотную кислоту, дополнительно содержит тетрафтороборат калия и полифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
Азотная кислота - 28,0 - 32,0
Тетрафтороборат калия - 26,0 - 30,0
Полифосфат натрия - 0,5•10^-3 - 1,5•10^-3
Качественный и количественный состав раствора выбран на основе экспериментальных результатов и обусловлен наличием преимуществ перед прототипом - обеспечением 100% очистки деталей из сталей и сплавов титана от комплексных нитридных покрытий. Введение полифосфата натрия и тетрафторобората калия способствует образованию на металлических поверхностях тончайших пленок, затрудняющих растравливание основного материала, и одновременно размягчению покрытия. При содержании полифосфата натрия менее 0,5•10^-3 г/л и тетрафторобората калия менее 26,0 г/л комплексные нитридные покрытия не удалялись полностью и наблюдался растрав поверхности деталей. Повышение содержания полифосфата натрия более 1,5•10^-3 г/л и тетрафторобората калия более 30,0 г/л нецелесообразно, так как это не влияет далее на качество очистки. При содержании азотной кислоты менее 28,0 г/л комплексные нитридные покрытия не удалялись полностью, добавление азотной кислоты более 32,0 г/л вызывало растравливание основного материала деталей.

Пример. Были проведены сравнительные испытания предлагаемого состава и известного (по прототипу). Растворы готовили простым смешением компонентов, соотношение которых указано в таблице. Затем компрессорные лопатки из сплавов титана и сталей с поврежденным комплексным нитридным покрытием помещали в растворы при комнатной температуре, выдерживали до одного часа, извлекали из раствора и промывали в воде. Степень очистки оценивали с помощью поляризационного микроскопа.

Сравнительная оценка очистки показывает, что известные составы не удаляют полностью комплексное нитридное покрытие с поверхности компрессорных лопаток из сталей и сплавов титана. Даже повторная очистка не дала положительных результатов при использовании известных составов.

Полученные результаты подтверждают, что предлагаемый состав для очистки металлических поверхностей от комплексных нитридных покрытий эффективен и обеспечивает технический результат - повышение качества очистки.

Предлагаемый состав при оптимальном соотношении компонентов, г/л: азотная кислота 28,0 - 32,0; тетрафтороборат калия 26,0 - 30,0; полифосфат натрия - 0,5•10^-3 1,5•10^-3; вода позволяет осуществить химическую очистку деталей из сталей и сплавов титана от комплексных нитридных покрытий по простой технологии на стандартном оборудовании, используя недорогостоящие доступные реагенты. При этом получается светлая, чистая поверхность, степень очистки 100% за один час при комнатной температуре.

Предлагаемый состав для очистки металлических поверхностей может быть использован при ремонте двигателей на авиационных предприятиях, в металлургии и других отраслях, использующих детали из сталей и сплавов титана.

Состав для очистки металлических поверхностей прошел испытание на авиаремонтном предприятии. Претензий к состоянию поверхности деталей после очистки не было.

Заявленное изобретение относится к обработке металлических поверхностей при ремонте двигателей, в частности при очистке поверхности деталей, конкретно лопаток компрессора из сплавов титана и сталей. Для химической очистки от комплексных нитридных покрытий водный раствор содержит азотную кислоту 28,0-32,0 г/л, тетрафтороборат калия 26,0 - 30,0 г/л и полифосфат натрия 0,5•10^-3 - 1,5•10^-3 г/л. В результате обработки предложенным раствором при комнатной температуре в течение одного часа достигается полная очистка поверхности деталей. 1 табл.

Состав для очистки металлических поверхностей от комплексных нитридных покрытий, включающий азотную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тетрафтороборат калия, полифосфат натрия и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Азотная кислота - 28,0 - 32,0
Тетрафтороборат калия - 26,0 - 30,0
Полифосфат натрия - 0,5 • 10^-3 - 1,5 • 10^-3.