СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2012 года по МПК C23F1/26 C23F1/44 C23F17/00 

Описание патента на изобретение RU2471017C1

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 способ удаления поверхностного слоя с изделия [патент РФ №2071507, C23F 4/00, 1997 г.], включающий воздействие на покрытие струи жидкости, вытекающей из сопла под давлением 1406,2…4218,6 кг/см2, причем в качестве жидкости используется вода или жидкость на основе воды, имеющая вязкость 0,25…0,50 сП, при температуре от 25°С и давлении 1 атм. Струя в процессе обработки подается на изделие под углом 20…90°.

Недостатком указанного способа является его применимость только для удаления тех покрытий, прочность которых значительно меньше прочности подложки. В случае удаления покрытия из нитрида титана с поверхности титановых сплавов прочность покрытия сравнима с прочность подложки.

Известен способ удаления покрытия с металлической подложки [патент РФ №2094546, C25F 5/00, 1997 г.], включающий анодную обработку в нагретом электролите, содержащем неорганическую аммонийную соль с добавкой вещества органической и/или неорганической соли, при этом обработку ведут в течение 4…7 мин при 320…360 К, напряжении 180…340 В и плотности тока 1500…5000 А/дм2.

Недостатком указанного способа является высокая энергоемкость ремонтного производства, связанная с использованием источников электропитания большой мощности и проведением процесса при высоких температурах рабочего электролита. Кроме того, в процессе такой анодной обработки может происходить не только окисление покрытия, но и активное окисление подложки детали, выполненной из вентильных металлов, таких как титан, цирконий, алюминий, магний и др., что приводит к ухудшению качества поверхностного слоя и изменению геометрических параметров детали.

Наиболее близким по технической сущности является способ удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов [патент РФ №2396372, C23F 1/26, 1/44, 2010 г.], включающий обработку деталей с покрытием из нитрида титана в растворе состава, мас.%: азотная кислота - 38,5…40,5; плавиковая кислота - 59,2…61,4; фениламин - 0,1…0,3. Обработка выполняется 1…4 мин, при этом обеспечивается полное удаление покрытия и шероховатость поверхности подложки Ra 1,6…3,0 мкм.

Недостатком прототипа является невозможность обеспечить шероховатость подложки на уровне Ra 0,2…0,4 мкм, требуемую техническими условиями на изготовление лопаток компрессора, что вызвано активным взаимодействием компонентов предлагаемого травильного раствора с компонентами титанового сплава, из которого изготовлена деталь.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение качества поверхности при удалении покрытия из нитрида титана с поверхности титановых изделий за счет исключения контакта травильного раствора с подложкой.

Задача решается таким образом, что в способе удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, включающем погружение в раствор состава, мас.%: азотная кислота - 38,5…40,5; плавиковая кислота - 59,2…61,4; фениламин - 0,1…0,3, согласно изобретению обработку в указанном растворе выполняют только для разрыхления покрытия без его полного удаления, после чего обработанное покрытие удаляют путем механического полирования. О разрыхлении покрытия из нитрида титана судят по величине его микротвердости Н исходя из следующей зависимости:

H/H0=k,

где эмпирический коэффициент k=0,45…0,55;

Н0 - исходная микротвердость покрытия до погружения в травильный раствор.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество поверхности ремонтируемых деталей из титановых сплавов при удалении покрытия из нитрида титана.

Предложенный способ может быть использован для удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, применяемых для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей и рабочих лопаток паровых турбин.

Пример конкретной реализации способа.

Рабочие лопатки 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. На перовой части лопаток проводили измерение микротвердости, которая составила Н0=3000…3200 кгс/мм2. Далее лопатку погружали в раствор следующего состава, мас.%: азотная кислота (плотностью 1,4 г/см3) - 39; плавиковая кислота (плотность 1,155 г/см3) - 60,8; фениламин - 0,2 и выдерживали в нем до момента, когда выполнилось условие:

H/H0=k,

где эмпирический коэффициент k=0,50;

Н0 - исходная микротвердость покрытия до погружения в травильный раствор,

при этом измерение микротвердости Н проводилось периодически на лопатках, которые вынимали из травильного раствора. Далее лопатки нейтрализовали в щелочном растворе, промывали в проточной горячей и холодной воде. Для полного удаления обработанного покрытия лопатки подвергали механическому полированию войлочным кругом. По окончании полирования проводили визуальный контроль для определения отсутствия покрытия, с помощью профилометра измеряли шероховатость поверхности сплава. Измерениями установлено, что покрытие на поверхности лопаток отсутствует полностью, а шероховатость поверхности Ra составляет 0,2…0,4 мкм.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет за счет контроля микротвердости в процессе обработки деталей в травильном растворе достичь полного удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей их титановых сплавов с обеспечением шероховатости поверхности Ra 0,2…0,4 мкм.

Похожие патенты RU2471017C1

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2009
  • Быбин Андрей Александрович
  • Невьянцева Римма Рахимзяновна
  • Тарасов Павел Валерьевич
  • Парфенов Евгений Владимирович
RU2396372C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УДАЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ С ПОВЕРХНОСТИ ПЛАСТИНЧАТОГО ТОРСИНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА 2014
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамильевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Михеев Сергей Викторович
  • Слизов Александр Кузьмич
  • Сауткин Александр Алексеевич
  • Зевиг Георгий Владимирович
  • Шевчук Ирина Юрьевна
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
RU2556251C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УДАЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ 2013
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Самаркина Александра Борисовна
  • Михеев Сергей Викторович
  • Слизов Александр Кузьмич
  • Сауткин Александр Алексеевич
  • Кравченко Вячеслав Евгеньевич
  • Шевчук Ирина Юрьевна
  • Зевиг Георгий Владимирович
RU2566139C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДОВ ТИТАНА ИЛИ НИТРИДОВ СОЕДИНЕНИЙ ТИТАНА С МЕТАЛЛАМИ 2011
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
RU2467098C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ 2007
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
  • Цыбулина Ирина Николаевна
  • Симин Олег Николаевич
  • Лисянский Александр Степанович
  • Таминдаров Дамир Рамильевич
RU2357019C2
СПОСОБ МНОГОЭТАПНОГО ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНА И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2007
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Копцев Сергей Николаевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
  • Мосалев Геннадий Викторович
  • Павлинич Сергей Петрович
  • Таминдаров Дамир Рамильевич
  • Останина Анна Александровна
RU2373306C2
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ 1995
  • Амирханова Н.А.
  • Невьянцева Р.Р.
  • Белоногов В.А.
  • Тимергазина Т.М.
RU2094546C1
Способ электролитно-плазменного полирования изделий из титановых и железохромоникелевых сплавов 2019
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Плотников Николай Владимирович
  • Кутушева Лейла Рустамовна
RU2706263C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ 2007
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Дыбленко Михаил Юрьевич
  • Годовская Галина Владимировна
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
RU2385792C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ 2007
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
  • Павлинич Сергей Петрович
RU2355828C2

Реферат патента 2012 года СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

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. Способ включает предварительное измерение микротвердости покрытия и последующую обработку в растворе состава, мас.%: азотная кислота 38,5-40,5, плавиковая кислота 59,2-61,4, фениламин 0,1-0,3. При этом обработку в указанном растворе выполняют до разрыхления покрытия без его полного удаления, после чего обработанное покрытие удаляют путем механического полирования, при этом о разрыхлении покрытия из нитрида титана судят по величине его микротвердости Н исходя из следующей зависимости: Н/Н0=k, где k=0,45-0,55 - эмпирический коэффициент, Н0 - исходная микротвердость покрытия до погружения в травильный раствор, кгс/мм2. В результате обработки достигается повышение качества поверхности при удалении покрытия из нитрида титана с поверхности изделий из титановых сплавов с обеспечением шероховатости подложки Ra 0,2…0,4 мкм. 1 пр.

Формула изобретения RU 2 471 017 C1

Способ удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, включающий обработку детали в травильном растворе состава, мас.%: азотная кислота 38,5-40,5, плавиковая кислота 59,2-61,4, фениламин 0,1-0,3, отличающийся тем, что обработку детали в указанном растворе проводят с измерением микротвердости покрытия до его разрыхления без полного удаления, после чего обработанное покрытие удаляют путем механического полирования, при этом о разрыхлении покрытия из нитрида титана судят по величине его микротвердости Н, исходя из следующей зависимости:
Н/Н0=k,
где k=0,45-0,55 - эмпирический коэффициент;
Н0 - исходная микротвердость покрытия до погружения в травильный раствор, кгс/мм2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2471017C1

СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 2009
  • Быбин Андрей Александрович
  • Невьянцева Римма Рахимзяновна
  • Тарасов Павел Валерьевич
  • Парфенов Евгений Владимирович
RU2396372C1
СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ КОМПЛЕКСНЫХ НИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ 1999
  • Падерова Л.В.
  • Закс Е.В.
  • Падеров А.Н.
  • Хабибулин Н.Р.
RU2151821C1
Раствор для травления покрытий из нитридов и карбонитридов титана 1986
  • Михель Сергей Иванович
  • Рубцов Валерий Михайлович
  • Рябов Юрий Тимофеевич
  • Шкурко Светлана Ивановна
  • Нечкина Наталья Александровна
SU1470811A1
DD 228977 A3, 23.10.1985.

RU 2 471 017 C1

Авторы

Быбин Андрей Александрович

Невьянцева Римма Рахимзяновна

Парфенов Евгений Владимирович

Тарасов Павел Валерьевич

Даты

2012-12-27Публикация

2011-05-31Подача