СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2010 года по МПК C23F1/26 C23F1/44 

Изобретение относится к технологии снятия защитных покрытий, в частности для удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбостроении при ремонте лопаток компрессора.

Известен раствор для удаления покрытий из нитрида и карбонитрида титана [патент РФ №2081207, C23F 1/44, 1/26, 1997 г.], содержащий, г/л: плавиковую кислоту - 70-100; соляную кислоту - 40-80; фосфорную кислоту - 100-290; вода - остальное.

Известен состав для удаления покрытий из нитрида титана [патент РФ №2101389, C23G 1/02, 1998 г.], содержащий, мас.%: серную кислоту - 65-70; азотную кислоту - 9-10; аммоний фтористый - 18-22; динатриевую соль нафталиндисульфокислоты - 2-4.

Недостатком указанных составов является возможность их использования только для удаления нитридных покрытий с поверхности стальных деталей, поэтому они не могут быть использованы при ремонте деталей из титановых сплавов. Кроме того, содержащаяся во втором указанном составе серная кислота приводит при обработке к наводораживанию поверхности титановых сплавов, что оказывает негативное влияние на эксплуатационные свойства деталей.

Наиболее близким по технической сущности является состав для очистки поверхностей из стали и титановых сплавов от комплексных нитридных покрытий [патент РФ №2151821, C23G 1/02, 2000 г.], содержащий, г/л: азотную кислоту - 28,0-32,0; тетрафтороборат калия - 26,0-30,0; полифосфат натрия - 0,5·10^-3-1,5·10^-3; вода - остальное.

Недостатком прототипа является невозможность удаления покрытия из нитрида титана без значительного растравливания подложки титанового сплава.

Задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечения удаления покрытия из нитрида титана с поверхности титановых изделий.

Задача решается таким образом, что в состав для удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, содержащий азотную кислоту, дополнительно включают плавиковую кислоту и фениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Азотная кислота 38,5-40,5; Плавиковая кислота 59,2-61,3; Фениламин 0,1-0,3.

Предлагаемый состав позволяет за минимальное время проводить процесс удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов при комнатной температуре до полного его снятия без значительного растравливания подложки.

При использовании указанного раствора за счет окислительных свойств, проявляемых азотной и плавиковой кислотами, происходит химическое растворение компонентов покрытия из нитрида титана, а добавка фениламина в качестве ингибитора позволяет осуществить пассивирование участков поверхности детали, освобожденных от покрытия, и устранить их наводораживание.

Предложенный состав может быть использован для удаления покрытия из нитрида титана, нанесенного вакуумным ионно-плазменным способом, с поверхности деталей из титановых сплавов, применяемых для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей и рабочих лопаток паровых турбин. Процесс снятия покрытия проводится при комнатной температуре на стандартном оборудовании при использовании доступных недорогих реагентов.

Пример конкретной реализации.

Рабочую лопатку компрессора из титанового сплава ВТ-6 с покрытием из нитрида титана подвергали химическому травлению. Перед проведением травления поверхность замковой части лопаток изолировали от воздействия травильного раствора путем нанесения на соответствующие поверхности не менее трех слоев кислотостойкого лака. Лопатку погружали в раствор следующего состава, мас.%: азотная кислота (плотностью 1,4 г/см³) - 39,0; плавиковая кислота (плотность 1,155 г/см³) - 60,8; фениламин - 0,2 и выдерживали в нем до полного удаления покрытия при комнатной температуре. Потом лопатку нейтрализовали в щелочном растворе, промывали в проточной горячей и холодной воде и подвергали очистке волосяной щеткой с целью удаления продуктов взаимодействия травильного раствора с элементами покрытия. По окончании обработки проводили визуальный контроль для определения отсутствия покрытия, с помощью профилометра измеряли шероховатость поверхности сплава.

Аналогичные испытания по удалению покрытия из нитрида титана проведены с использованием состава, предлагаемого в прототипе.

Данные по удалению покрытия с рабочих лопаток представлены в таблице.

Параметр Время обработки Степень удаления покрытия Состояние поверхности после обработки Предлагаемый состав 1…4 мин 100% Ra 1,6…3,0 мкм Прототип 5 суток покрытие не удалено на поверхности имеются питтинги глубиной до 1,5 мм

Из таблицы видно, что предлагаемый состав позволяет за короткое время полностью удалить покрытие из нитрида титана с поверхности лопаток из титанового сплава при обеспечении шероховатости поверхности на уровне Ra 1,6…3,0 мкм. При использовании состава, предлагаемого в прототипе, покрытие полностью не удаляется даже при выдержке деталей в растворе в течение 5 суток. В течение указанного времени на поверхности лопаток, преимущественно по порам в покрытии, образуются глубокие питтинги, приводящие к значительному повреждению титанового сплава.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет за короткое время достичь полного удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов без значительного растравливания подложки.

Изобретение относится к технологии снятия защитных покрытий, в частности для удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбостроении при ремонте лопаток компрессора. Состав содержит, мас.%: 38,5-40,5 азотной кислоты, 59,2-61,3 плавиковой кислоты, 0,1-0,3 фениламина. В результате обработки в предложенном растворе за время 1-4 мин достигается полное удаление покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов без значительного растравливания подложки. 1 табл.

Состав для удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, включающий азотную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит плавиковую кислоту и фениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
азотная кислота 38,5-40,5 плавиковая кислота 59,2-61,3 фениламин 0,1-0,3