СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УДАЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И НИКЕЛЯ Российский патент 2023 года по МПК C25F5/00 

Описание патента на изобретение RU2805723C1

Изобретение относится к технологии электролитно-плазменного удаления защитных покрытий на основе никеля и алюминия с поверхности деталей из жаропрочных сплавов и может быть использовано при восстановлении деталей турбомашин, в частности рабочих и направляющих лопаток ГТД и ГТУ.

В авиадвигателестроении и энергомашиностроении для защиты деталей, работающих в неблагоприятных условиях, например в условиях высоких температур, широкое применение находят защитные покрытия. Основой материала таких покрытий в большинстве случаев является никель. Основным легирующим элементом покрытий является алюминий, который взаимодействует с никелем и образует промежуточные фазы типа Ni2Al3, NiAl и Ni3Al. При взаимодействии алюминия с кислородом на поверхности покрытий образуется оксид алюминия Аl2О3, который защищает детали от газовой коррозии. В процессе эксплуатации деталей происходит постепенное уменьшение защитных свойств покрытий из-за уменьшения содержания в них алюминия, уменьшения толщины покрытия, образования дефектов в виде отслоений, сколов и т.д., что приводит к интенсивному окислению основного металла и, как следствие, к снижению прочностных свойств самой детали.

Лучшие результаты при удалении старых покрытий достигаются при применении химико-механического способа, который включает очистку деталей от нагара и оксидной пленки, химическое травление деталей и последующее механическое удаление продуктов взаимодействия раствора с элементами покрытия (шлама).

Для обеспечения высокой адгезии покрытия имеют зону диффузионного взаимодействия элементов покрытия со структурой основного металла (диффузионная зона), которая отличается повышенной прочностью и представляет собой часть сечения основного металла, из которого изготовлена деталь. Поскольку часто необходимо удалить покрытие с детали, которая имеет небольшую толщину (лопатки газовых турбин могут иметь, например, толщину 0,4-0,5 мм), то возникает необходимость сохранения диффузионной зоны при полном удалении покрытий.

Для химического удаления (травления) покрытий применяют различные кислотные растворы.

Известен раствор, имеющий следующий состав, мас.%: 0,5-5 фтористо-водородной кислоты, 3-20 азотной кислоты, остальное - вода (патент США 3622391, МКИ С 23 F 1/00, 1971) - аналог.

Недостатком данного раствора является его низкая активность. Это не позволяет удалять покрытия, содержащие менее 30 мас.% Al и имеющие в своем составе хром. Для повышения скорости травления покрытий раствор подогревают до температуры 76-93°С, что также ограничивает его применение, так как при температуре выше 60°С раствор интенсивно испаряется, что создает значительные технологические трудности при обеспечении стабильности процесса. Кроме того, при травлении в этом растворе покрытий на жаростойких сплавах с содержанием хрома менее 18 мас.% наблюдается межкристаллитная коррозия.

Известен способ удаления покрытий с деталей из жаростойких сплавов с использованием раствора, имеющего следующий состав мас.%: азотная кислота 25-40, фтористо-водородная кислота 0,5-4, порошок железа 0,2-1, вода - до 100%. Обрабатываемые детали помещают в указанный раствор и выдерживают в нем при температуре 30-50°С (авторское свидетельство 1784661, С 23 F 1/28, БИ 48 за 1992 год) - прототип.

Основным недостатком данного решения является недостаточное пассивирующее воздействие раствора на основной металл, из которого изготовлена деталь, что приводит к растравливанию поверхностного слоя основного металла, и не позволяет в дальнейшем достичь требуемого качества восстановления покрытий при ремонте.

Однако известные способы удаления жаростойких покрытий не позволяют обработать детали без значительного растравливания материала поверхностного слоя. Кроме того, известные способы используют травящие растворы, состав которых неэкологичен.

В связи с тем что лопатки ГТД и ГТУ из жаропрочных сплавов обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения, возникновение дефектов при снятии с них покрытий недопустимо, поскольку в процессе эксплуатации дефекты, образованные на поверхности лопаток, приводят к их разрушению. Поэтому развитие способов снятия покрытий, позволяющих получать высококачественные поверхности деталей турбин при высокой экологичности и производительности процесса удаления покрытия, является весьма актуальной задачей.

Наиболее перспективными методами обработки лопаток турбомашин являются электрохимические методы (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-плазменной обработки деталей (например, Патент ГДР (DD) №238074 (A1), МПК C25F 3/16, опубл. 06.08.86, а также Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, Бюл. №3).

Традиционно ионно-плазменные покрытия удаляют химическим травлением. Известен, например, состав для химической обработки никелевых сплавов (А.С. СССР №1784661, МПК C23F 1/28, МПК 1/44, Состав для химической обработки никелевых сплавов. Опубликовано: 30.12.1992.), содержащий, мас.%: азотную кислоту - 25-40; плавиковую кислоту - 0,5-4; фосфорную кислоту - 100-290; порошок железа ПЖЧМ3 0,2-1; вода - остальное.

Недостатками данного способа является длительное время обработки изделий (около 60 мин и более), необходимость дополнительной обработки изделий гидроабразивной очисткой (ГАО) или сухим электрокорундом. Однако основным недостатком является повышенная активность раствора к материалу обрабатываемых изделий, что приводит к растравливанию поверхности вплоть до потери возможности их дальнейшего применения.

Более перспективными методами удаления покрытий с поверхности металлов являются электрохимические методы. Например, известен способ электрохимической обработки изделий из стали в электролите, содержащем серную кислоту 20-30 мас.%, фосфорную кислоту 50-60 мас.% и 15-30 г/ионов Fe на л, вода - остальное. Процесс ведут при нагревании до 45-60°С и плотности тока 300-600 а/дм (А.С. СССР №357266, МПК C23b 3/06, Способ электрохимичнской обработки изделий из стали. Опубликовано: 1972).

Также известен раствор для полирования жаропрочных сталей (А.С. СССР №931823, МПК C25F 3/24, Раствор для электрохимического полирования жаропрочных сталей. Опубликовано: 30.05.1982), содержащий, мас.%: серную кислоту - 10-30; ортофосфорную кислоту - 40-80; блоксополимер окисей этилена и пропилена - 0,05-0,1; натриевую соль сульфированного бутилолеата; вода - остальное.

Однако известные способы электрохимической обработки не позволяют достичь необходимого качества удаления алюминидных покрытий с поверхности жаропрочных сталей и сплавов в связи с низкой избирательностью травления. Кроме того, известные способы используют травящие растворы, состав которых неэкологичен, так как в него всходят концентрированные минеральные кислоты.

Наиболее перспективным является метод электролитно-плазменного удаления покрытий с поверхности металла.

Известен способ обработки металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите (Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, Бюл. №3), а также способ электрохимической обработки (Патент США N 5028304, МПК B23H 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.91).

Однако известные способы электрохимической обработки не позволяют производить качественное удаление жаростойких покрытий с поверхности деталей из жаропрочных сплавов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного удаления с поверхности детали защитного покрытия из сплава на основе алюминия и никеля, включающий погружение детали в электролит, зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала при формировании вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки (патент РФ №2590457. МПК C25F 5/00, Способ удаления покрытия с металлической подложки. Опубл.: 10.07.2016 г.).

Однако недостатком способа-прототипа (Патент РФ №2590457) является невозможность добиться полного снятия защитного покрытия без повреждения поверхности обрабатываемой детали

Задачей заявляемого способа является разработка процесса удаления алюминидных покрытий на основе никеля и/или кобальта с поверхностей лопаток турбомашин из жаропрочных сталей и сплавов в процессе восстановления при повторном его нанесении, в том числе и при ремонте.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение качества и надежности удаления алюминидного покрытия с одновременным полированием поверхности обрабатываемых лопаток из легированных сталей и жаропрочных сплавов.

Технический результат достигается за счет того, что в способе электролитно-плазменного удаления с поверхности детали защитного покрытия из сплава на основе алюминия и никеля, включающем погружение детали в электролит, зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала при формировании вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки, в отличие от прототипа используют электролит на основе водного раствора нейтральных солей с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, причем концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, берут в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, берут в интервале 0,004 до 0,04 моль/л, а концентрацию нейтральных солей берут в диапазоне от 0,15 до 0,38 моль/л.

Кроме того возможны дополнительные приемы выполнения способа: в качестве нейтральных солей используют хлорид калия или сульфат аммония, а к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 270 В до 300 В, причем удаление покрытия до полного его снятия ведут при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2 и температуре от 70°C до 90°C; в качестве детали используют лопатку турбомашины из жаропрочного сплава на основе никеля или кобальта.

Заявляемый способ электролитно-плазменного удаления защитных покрытий с поверхности лопаток турбомашин в процессе их ремонта или восстановления осуществляется следующим образом. К обрабатываемой детали прикладывают положительный электрический потенциал и погружают в ванну с отрицательно заряженным водным раствором электролита, в результате чего достигают образования парогазовой оболочки вокруг детали и возникновения электрического разряда между обрабатываемой деталью и электролитом. В качестве электролита применяется водный раствор нейтральных солей с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, причем концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, берут в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, берут в интервале 0,004 до 0,04 моль/л, а концентрацию нейтральных солей берут в диапазоне от 0,15 до 0,38 моль/л.

Процесс электролитно-плазменного удаления покрытия осуществляют при электрическом потенциале от 270 В до 300 В, удаление покрытия ведут при температуре от 70°С до 90°С, в течение не менее 6 минут до полного его удаления. Удаление покрытия ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки. В качестве ванны используют емкость, выполненную из материала, стойкого к воздействию электролита.

При осуществлении способа возникают следующие процессы. При погружении обрабатываемого изделия в электролит под напряжением, на его поверхности происходит локальный разогрев и вскипание электролита. В указанных условиях вокруг детали образуется стабильная парогазовая оболочка. Под действием электрического напряжения (электрического потенциала между деталью и электролитом) в парогазовой оболочке возникает плазма тлеющего разряда, обеспечивающая протекание интенсивных химических и электрохимических реакций между обрабатываемой деталью и средой парогазовой оболочки.

При подаче положительного потенциала на деталь происходит анодирование ее поверхности с одновременным химическим и плазмохимическим травлением образующегося окисла, в результате чего происходит удаление покрытия с обрабатываемой поверхности деталей.

Сущность заявленного изобретения описывается следующими примерами.

К рабочим лопаткам газотурбинного авиационного двигателя из сплавов ЭП-866 и ЭП-718ИД с металлическим жаростойким алюминидным покрытием типа СДП-1 (NiCoCrAlY)+ВСДП-20 (AlCoSiY) толщиной 6-10 мкм прикладывали положительное, а к электролиту -отрицательное напряжение и погружали в ванну с раствором электролита. Условия обработки: электрический потенциал в диапазоне от 270 В до 300 В, температура электролита от 70°С до 90°С.Электролит представляет собой водный раствор сульфата аммония концентрацией от 0,15 до 0,38 моль/л с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, причем концентрацию фторид ионов способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия берут в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля берут в интервале 0,004 до 0,04 моль/л. Обработку лопаток вели до полного удаления защитного покрытия.

Для проведения эксперимента использовали как лопатки с покрытием без наработки, так и с наработкой в составе двигателя.

В таблице приведены результаты удаления защитного покрытия электролитно-плазменным методом в растворе электролита, описываемом в заявляемом способе, в сравнении с растворами электролита прототипа.

Таблица
п/п
Состав электролита Шероховатость поверхности после ЭПО, Ra, мкм Отсутствие покрытия после ЭПО
Лопатки без наработки Лопатки с наработкой Лопатки без наработки Лопатки с имитацией наработки Прототип 0 Водный раствор в мас.%: фтористый аммоний 4; трилон Б 0,02. 0,12 0,14 +(растрав) +(растрав) Предлагаемое изобретение 1 хлорид калия 0,10 моль/л,
фторид ионов 0,01 моль/л,
оксалат ионов 0,002 моль/л, °
0,12 0,17 +(растрав) +(растрав)
2 - хлорид калия 0,15 моль/л,
фторид ионов 0,02 моль/л, оксалат ионов 0,004 моль/л,
0,07 0,08 + +
3 - хлорид калия 0,38 моль/л
фторид ионов 0,2 моль/л,
оксалат ионов 0,04 моль/л,
0,07 0,08 + +
4 - хлорид калия 0,46 моль/л
фторид ионов 0,3 моль/л,
оксалат ионов 0,05 моль/л,
0,13 0,19 +(растрав) +(растрав)
5 -сульфат аммония 0,10 моль/л
фторид ионов 0,01 моль/л,
оксалат ионов 0,002 моль/л,
0,11 0,16 +(растрав) +(растрав)
6 -сульфат аммония 0,15 моль/л
фторид ионов 0,02 моль/л,
оксалат ионов 0,004 моль/л,
0,07 0,08 + +
7 -сульфат аммония 0,38 моль/л,
фторид ионов 0,2 моль/л, оксалат ионов 0,04 моль/л,
0,07 0,08 + +
8 -сульфат аммония 0,46 моль/л
фторид ионов 0,3 моль/л,
оксалат ионов 0,05 моль/л,
0,14 0,21 +(растрав) +(растрав)
9 хлорид калия 0,10 моль/л,
фторид ионов 0,01 моль/л,
цитрат ионов 0,002 моль/л,
0,12 0,14 +(растрав) +(растрав)
10 - хлорид калия 0,15 моль/л,
фторид ионов 0,02 моль/л,
цитрат ионов 0,004 моль/л,
0,07 0,08 + +
11 - хлорид калия 0,38 моль/л
фторид ионов 0,2 моль/л,
цитрат ионов 0,04 моль/л,
0,07 0,08 + +
12 - хлорид калия 0,46 моль/л
фторид ионов 0,3 моль/л,
цитрат ионов 0,05 моль/л,
0,13 0,18 +(растрав) +(растрав)
13 -сульфат аммония 0,10 моль/л
фторид ионов 0,01 моль/л,
цитрат ионов 0,002 моль/л,
0,14 0,18 +(растрав) +(растрав)
14 -сульфат аммония 0,15 моль/л
фторид ионов 0,02 моль/л,
цитрат ионов 0,004 моль/л,
0,07 0,08 + +
15 -сульфат аммония 0,38 моль/л,
фторид ионов 0,2 моль/л,
цитрат ионов 0,04 моль/л,
0,07 0,08 + +
16 -сульфат аммония 0,46 моль/л
фторид ионов 0,3 моль/л,
цитрат ионов 0,05 моль/л,
0,13 0,17 +(растрав) +(растрав)

Из примеров 1-16 (см. табл. 1) видно, что использование раствора электролита с содержанием компонентов, выходящих за следующие диапазонов концентраций: для хлорида калия или сульфата аммония - от 0,15 до 0,38 моль/л, для фторид ионов от 0,02 до 0,2 моль/л, а для цитрат или оксалат ионов от 0,004 до 0,04 моль/л, приводит к ухудшению качества поверхности обработанной детали.

Приведенные примеры (таблица) показали, что оптимальным составом раствора электролита для удаления алюминидного покрытия с поверхности лопаток электролитно-плазменным методом является состав, содержащий электролит на основе водного раствора нейтральных солей с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, при концентрации фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрации цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, в интервале 0,004 до 0,04 моль/л и концентрации нейтральных солей (например, хлорида калия или сульфата аммония) в диапазоне от 0,15 до 0,38 моль/л.

Величина электрического потенциала и температура электролита оценивалась по качеству обработанной поверхности. При появлении дефектов на обработанной поверхности параметры режима считались неудовлетворительными (Н.Р.), при отсутствии допустимых дефектов поверхности параметры оценивались как удовлетворительные (У.Р.)

Электрический потенциал: 250 В (Н.Р.), 270 В (У.Р.), 290 В (У.Р.), 300 В (У.Р.), 320 В (Н.Р.).

Температура электролита: 60°С (Н.Р.), 70°С (У.Р.), 80°С (У.Р.), 90°С (У.Р.), 98°С (Н.Р.).

Пример 1: Удаление покрытия СДП-1+ВСДП-20 с поверхности пера лопатки, изготовленной из сплава ЭП718 проводили в электролите, содержащем сульфат аммония в количестве 0,28 моль/л, аммония щавелевокислого в количестве 0,03 моль/л и фторида натрия в количестве 0,04 моль/л. Обработку вели до полного удаления покрытия.

Пример 2: Удаление покрытия СДП-1+ВСДП-20 с поверхности пера лопатки из сплава ЭП866. Сначала производили удаление покрытия в электролите, содержащем сульфат аммония в количестве 0,38 моль/л, аммония щавелевокислого в количестве 0,04 моль/л и фторида натрия в количестве 0,04 моль/л. Последнии 2 минуты обработки проводили в электролите, содержащем сульфат аммония в количестве 0,38 моль/л и аммония щавелевокислого в количестве 0,04 моль/л. Обработку вели до полного удаления покрытия.

Пример 3: Удаление покрытия СДП-1+ВСДП-11 с лопатки из материала ЭП866.

Сначала определили изменение содержания алюминия и никеля по по толщине покрытия.

СДП-1 толщина 20 мкм: изменение содержания алюминия по толщине, через каждые 2 мкм, масс %: 12; 14; 13; 14; 12; 11; 10; 9; 9; 8.

Изменение содержание никеля по толщине, через каждые 2 мкм, масс %: 48; 46; 47; 47; 49; 50; 49; 52; 54; 54.

Изменение концентрации фторид ионов способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия производилась через каждые 2 мкм удаления покрытия следующим образом: 0,11; 0,13; 0,12; 0,13; 0,11; 0,10; 0,09; 0,08; 0,08; 0,07 моль/л.

Изменение концентрации оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, производилась через каждые 2 мкм удаления покрытия следующим образом: 0,011; 0,010; 0,009; 0,009; 0,012; 0,013; 0,012; 0,014; 0,015; 0,015.

ВСДП-11. Толщина 16 мкм: изменение содержания алюминия по толщине, через каждые 2 мкм, масс %: 89,7; 90,6; 91,3; 92,9; 92,8; 91,1; 87,3. Изменение содержание никеля по толщине, через каждые 2 мкм, масс %: 0,00; 0,00; 0,00; 0,00; 0,00; 0,00; 1,14; 1,26.

Изменение концентрации фторид ионов способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия производилась через каждые 2 мкм удаления покрытия следующим образом: 0,16; 0,17; 0,18; 0,19; 0,19; 0,18.

Изменение концентрации фторид ионов способных связывать в растворимые соединения ионы никеля производилась через каждые 2 мкм удаления покрытия следующим образом: 0,000; 0,000; 0,000; 0,000; 0,000; 0,000; 0,004; 0,005. Обработку вели до полного удаления покрытия.

Предложенный Способ может быть использован для удаления жаростойких металлических покрытий типа ВСДП-11, ВСДП-13, СДП-1, СДП-2, СДП-3, СДП-4, СДП-6, ВСДП-8, ВСДП-9, ВСДП-18 и их комбинаций с поверхности изделий из жаропрочных сплавов ЖС6У, ЖС26, ЖС32, ЖС36, ЖС40 и др.

Таким образом, проведенные исследования показали, что применение предлагаемого способа электролитно-плазменного удаления с поверхности детали защитного покрытия из сплава на основе алюминия и никеля, позволяет достичь технического результата заявляемого способа - повышение качества и надежности удаления алюминидного покрытия с одновременным полированием поверхности обрабатываемых лопаток из легированных сталей и жаропрочных сплавов.

Похожие патенты RU2805723C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ ИЗ ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ 2019
  • Загоненко Виталий Федорович
  • Козлова Юлия Владимировна
  • Булан Игорь Вадимович
RU2764042C2
Способ электролитно-плазменного удаления покрытий с деталей из легированных сталей и жаропрочных сплавов 2018
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Плотников Николай Владимирович
  • Кутушева Лейла Рустамовна
RU2694397C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Будиновский Сергей Александрович
  • Мубояджян Сергей Артемович
  • Попова Светлана Владимировна
  • Добрынин Данил Аркадьевич
  • Смирнов Антон Александрович
RU2590457C1
Способ снятия защитных покрытий с проводящих поверхностей 2023
  • Гильмутдинов Альберт Харисович
  • Нагулин Константин Юрьевич
  • Терентьев Александр Андреевич
  • Белов Максим Дмитриевич
RU2811297C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ 2002
  • Будиновский С.А.
  • Мубояджян С.А.
RU2228396C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ АЛЮМИНИДНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ 2001
  • Будиновский С.А.
  • Мубояджян С.А.
  • Павлов А.Ю.
RU2211261C2
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 ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 2023
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Плотников Николай Владимирович
  • Гонтюрев Василий Андреевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
RU2806352C1
Электролит для электролитно-плазменного полирования деталей из тугоплавких сплавов 2017
  • Яковлев Максим Григорьевич
  • Замятин Михаил Васильевич
  • Дубровин Юрий Николаевич
  • Козлова Юлия Владимировна
RU2664994C1
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ 2020
  • Ерочкин Георгий Михайлович
  • Ерочкин Михаил Петрович
  • Афанасов Сергей Алексеевич
  • Тугов Сергей Николаевич
  • Козулин Сергей Владимирович
  • Герасимова Любовь Александровна
  • Плешкун Владислав Валерианович
RU2765553C1

Реферат патента 2023 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО УДАЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И НИКЕЛЯ

Изобретение относится к технологии электролитно-плазменного удаления защитных покрытий и может быть использовано при восстановлении деталей турбомашин. Способ включает погружение детали в электролит, зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала при формировании вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки. При этом используют электролит на основе водного раствора нейтральных солей с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, причем концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, берут в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, берут в интервале 0,004 до 0,04 моль/л, а концентрацию нейтральных солей берут в диапазоне от 0,15 до 0,38 моль/л. Технический результат: повышение качества и надежности удаления алюминидного покрытия с одновременным полированием поверхности обрабатываемых лопаток из легированных сталей и жаропрочных сплавов. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 805 723 C1

1. Способ электролитно-плазменного удаления с поверхности детали защитного покрытия на основе алюминия и никеля, включающий погружение детали в электролит, зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала при формировании вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки, отличающийся тем, что используют электролит на основе водного раствора нейтральных солей с добавкой фторид ионов, оксалат или цитрат ионов, причем концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, берут в интервале от 0,02 до 0,2 моль/л, концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, берут в интервале 0,004 до 0,04 моль/л, а концентрацию нейтральных солей берут в диапазоне от 0,15 до 0,38 моль/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нейтральных солей используют хлорид калия, а к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 270 В до 300 В, причем удаление покрытия до полного его снятия ведут при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2 и температуре от 70 до 90°C.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нейтральных солей используют сульфат аммония, а к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 270 В до 300 В, причем удаление покрытия до полного его снятия ведут при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2 и температуре от 70 до 90°C.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины из жаропрочного сплава на основе никеля.

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины из жаропрочного сплава на основе кобальта.

6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перед погружением детали в электролит определяют распределение алюминия и никеля по толщине покрытия, концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, и концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, изменяют в составе электролита по мере удаления покрытия пропорционально с изменением содержания алюминия и никеля на вновь образуемой поверхности удаляемого покрытия.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что перед погружением детали в электролит определяют распределение алюминия и никеля по толщине покрытия, концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, и концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, изменяют в составе электролита по мере удаления покрытия пропорционально с изменением содержания алюминия и никеля на вновь образуемой поверхности удаляемого покрытия.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что перед погружением детали в электролит определяют распределение алюминия и никеля по толщине покрытия, концентрацию фторид ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы алюминия, и концентрацию цитрат или оксалат ионов, способных связывать в растворимые соединения ионы никеля, изменяют в составе электролита по мере удаления покрытия пропорционально с изменением содержания алюминия и никеля на вновь образуемой поверхности удаляемого покрытия.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2805723C1

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Будиновский Сергей Александрович
  • Мубояджян Сергей Артемович
  • Попова Светлана Владимировна
  • Добрынин Данил Аркадьевич
  • Смирнов Антон Александрович
RU2590457C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ 1995
  • Амирханова Н.А.
  • Невьянцева Р.Р.
  • Белоногов В.А.
  • Тимергазина Т.М.
RU2094546C1
Способ электролитно-плазменного удаления покрытий с деталей из легированных сталей и жаропрочных сплавов 2018
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Плотников Николай Владимирович
  • Кутушева Лейла Рустамовна
RU2694397C1
US 5028304 A, 02.07.1991.

RU 2 805 723 C1

Авторы

Смыслов Анатолий Михайлович

Таминдаров Дамир Рамилевич

Плотников Николай Владимирович

Гонтюрев Василий Андреевич

Селиванов Константин Сергеевич

Даты

2023-10-23Публикация

2023-02-08Подача