СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ Российский патент 2024 года по МПК C25F3/16 

Описание патента на изобретение RU2820693C1

Изобретение относится к электролитно-плазменной обработке металлических деталей и может быть использовано для полирования лопаток турбомашин из титановых и никелевых сплавов.

Ответственные детали машин, аппаратов и турбомашин, например такие как рабочие лопатки компрессоров, обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения. Поэтому дефекты, образующиеся в процессе изготовления этих деталей, часто недопустимы, поскольку вызывают возникновение интенсивных процессов разрушения. Это вызывает проблемы при механической обработке поверхностей деталей турбомашин. В этой связи развитие способов получения высококачественных поверхностей деталей турбомашин является весьма актуальной задачей.

Наиболее перспективными методами обработки лопаток турбомашин 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, а также Патент РБ №1132, кл. C25F 3/16, 1996, БИ №3].

Известен способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите [Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ N3], а также способ электрохимического полирования [Патент США № 5028304, кл. В23Н 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.1991].

Известен также способ ЭПП детали из металлических сплавов, включающий погружение детали в электролит, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на обрабатываемую деталь электрического потенциала (RU 2373306 C2).

Однако известные способы ЭПП не позволяют обеспечить равномерность полирования поверхности детали, а в процессе обработки происходит образование внутреннего слоя на аноде, который обладает повышенным электрическим сопротивлением (Куликов, И.С. Электролитно-плазменная обработка материалов / И.С. Куликов, С.В. Ващенко, А.Я. Каменев. - Минск: Беларус. навука, 2010. - 232 с). Кроме того, известные способы ЭПП не могут обеспечить одновременную обработку всей поверхности деталей больших размеров.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного полирования металлической детали, включающий погружение лопатки в электролит, создание вокруг обрабатываемой детали магнитного поля, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки (ПГО) и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на деталь электрического потенциала (RU 2725516 C1).

В данном способе наличие дополнительного управляющего процессом ЭПП фактора - наложенного магнитного поля, позволяет обеспечить более равномерную обработку поверхности по сравнению с известными способами ЭПП, не использующими воздействие магнитного поля, однако не позволяет уменьшить отрицательные эффекты, возникающие при образовании внутреннего слоя на аноде, что сказывается на недостаточной однородности обработки поверхности детали. Недостатком прототипа является невозможность обеспечения одновременной обработки всей поверхности детали большого размера в связи с необходимостью подачи значительного электрического потенциала на деталь, вызывающего перегрев электролита и детали. В этой связи, при обработке деталей больших размеров используют последовательную обработку ее участков, как например это осуществляется в известных способах (RU 2694684 C1, RU 2693235 C1).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа, повышающего качество и надежность обработки деталей больших размеров.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение равномерного полирования поверхности детали большого размера при одновременной обработке всей или большей части его полируемой поверхности.

Технический результат достигается за счет того, что в способе электролитно-плазменного полирования детали в магнитном поле, включающем погружение детали в электролит, создание вокруг обрабатываемой детали магнитного поля, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на деталь электрического потенциала, в отличие от прототипа создают переменное магнитное поле частотой, выбираемой из диапазона от 10 Гц до 200 Гц , а полирование ведут при пониженном давлении, выбираемом из диапазона от 0,9 до 4 кПа, при температуре электролита, выбираемой из диапазона от 7 до 30°С и при подаче на обрабатываемую деталь положительного потенциала, выбираемого из диапазона от 10 до 80 В.

Кроме того возможны следующие дополнительные приемы выполнения способа: в процессе полирования вокруг обрабатываемой детали обеспечивают переменное магнитное поле равномерной напряженности выбирая его значение из диапазона от 50 до 500 кА/м; осуществляют полирование детали из титанового сплава, а в качестве электролита используют водный раствор с содержанием от 3 до 7 вес.% гидроксиламина солянокислого с содержанием от 0,7 до 0,8 вес.% NaF или KF, при этом полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 14°С до 26°С; осуществляют полирование детали из никелевого или хромоникелевого сплава, а в качестве электролита используют 4-8%-ный водный раствор сульфата аммония, при этом полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 12 до 24°С; осуществляют полирование детали из медных сплавов, а в качестве электролита используют водный раствор аммонийных солей, содержащий фтористый аммоний и аммоний лимоннокислый одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас. %: фтористый аммоний 1-3%, аммоний лимоннокислый одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь 1-5, а полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 12 до 24°С; переменное магнитное поле создают электромагнитом, а в качестве обрабатываемой детали используют лопатку турбомашины

Наличие переменного магнитного поля (ПрМП) позволяет равномерно распределить заряженные частицы по обрабатываемой поверхности, а также повысить их концентрацию в области обрабатываемой поверхности за счет их «захвата» магнитным полем (Физика плазмы для физиков. Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З., 1979 г.). Кроме того, воздействие ПрМП на поверхность детали в процессе ЭПП, создает дополнительные импульсы, обеспечивающие интенсификацию процессов обработки поверхности детали. Другими словами, использование ПрМП, как и во многих других известных методах импульсной обработки (например, Импульсный электролиз/ Костин Н.А., Кублановский В.С., Заблудовский А.В. АН УССР, Киев Наукова думка, 1989. - 168с), позволяет интенсифицировать процесс ЭПП (по сравнению с аналогичными условиями проведения ЭПП в разряженной атмосфере) за счет повышения в области обработки детали концентрации ионов и использования эффекта импульсного воздействия ПрМП, обеспечивающего разрушение пассивирующей пленки.

Полирование в разряженной атмосфере, в диапазоне порядка от 0,9 до 4 кПа позволяет снизить температуру кипения электролита и обеспечить образование ПГО соответственно при температурах порядка от 7 до 30°С. Поскольку традиционные способы ЭПП (например, RU 2694684 C1, RU 2693235 C1) проводят при подаче электрического потенциала на деталь более 280 В, необходимого для создания ПГО вокруг обрабатываемой детали, то для деталей больших размеров (с большой площадью обработки) требуется подача значительной энергии, что приводит к перегреву электролита и нарушению процесса полирования. Снижение же температуры кипения электролита, как это предлагается в заявляемом способе, позволяет осуществить образование ПГО при подаче меньшего электрического потенциала (порядка 10 В и более) на обрабатываемую деталь, что требует меньшей удельной энергии на единицу обрабатываемой площади детали. Учитывая то, что ЭПП характеризуется сочетанием электрохимического, микроэлектроэрозионного и плазменного процессов, происходящих на поверхности обрабатываемой детали (Куликов, И.С. Электролитно-плазменная обработка материалов / И.С. Куликов, С.В. Ващенко, А.Я. Каменев. - Минск : Беларус. навука, 2010. - 232 с. - ISBN 978-985-08-1215-5), то осуществление ЭПП при пониженном давлении, обеспечивающим образование ПГО при подаче на деталь относительно небольшого по величине (от 10 В) электрического потенциала, позволяет уменьшить долю в ЭПП микроэлектроэрозионных процессов, что также приводит к повышению качества полирования из-за уменьшения оплавления поверхности, возникающего при воздействии микроэлектропробоев.

Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются описанием процесса обработки и нижеприведенными примерами.

На чертеже представлена схема электролитно-плазменного полирования детали в переменном магнитном поле при пониженном атмосферном давлении, которая содержит: 1 - рабочая емкость, 2 - деталь, 3 - электролит, 4 - насос для электролита, 5 - охлаждающая вода, 6 - теплообменник, 7 - вакуумный насос, 8 - магнит. 9 - крышка рабочей емкости. Стрелки показывают направление движения электролита, направление откачки парогазовой среды, направление движения охлаждающей среды (например, воды).

Заявляемый способ электролитно-плазменного полирования детали в переменном магнитном поле при пониженном давлении осуществляется следующим образом. В герметичную рабочую емкость 1, наполненную электролитом 3, помещают обрабатываемые детали 2. Запускают насосы 4 и 7. При этом насос 4 обеспечивает циркуляцию электролита 3 в системе «рабочая емкость - теплообменник», обеспечивая поддержание постоянной температуры электролита 3 за счет отвода части тепла через теплообменник 6, охлаждаемый охлаждающей водой 5. При этом насос 7 производит откачку паровоздушной смеси из рабочей емкости 1, обеспечивая создание необходимого разряжения в рабочей емкости 1 (выбираемом из диапазона от 0,9 до 4 кПа) при герметизации рабочей емкости 1 при закрытии ее крышкой 9. В результате создания разряжения в рабочей емкости 1 температура кипения электролита снижается (в соответствии с представленным диапазоном давлений, приблизительно от 7 до 30°С). Если при традиционном ЭПП для образования ПГО необходимо обеспечивать подачу потенциала на деталь порядка 280-300 В, то при разряжении атмосферы внутри рабочей емкости 1 ПГО образуется уже при подаче напряжения порядка 10 В и менее, поскольку при нормальной температуре окружающей среды 20°С электролит будет находиться уже в состоянии кипения . В этой связи, для образования ПГО вокруг детали целесообразно использовать нагрев обрабатываемой детали 2 несколько выше температуры электролита 3.

Далее, после погружения детали 2 в электролит 3, к обрабатываемой детали 2, прикладывают положительное напряжение , а к электролиту 3 - отрицательное напряжение (анодная обработка), в результате чего при напряжении порядка от 10 до 80 В вокруг детали 2 образуется ПГО и возникает плазменный разряд между обрабатываемой поверхностью детали 2 и электролитом 3. Одновременно к детали 2 по всей обрабатываемой ее поверхности прикладывают ПрМП поле при помощи электромагнитов 8. Благодаря наличию ПрМП процесс полирования поверхности детали 2 происходит преимущественно в зоне действия магнитного поля, причем импульсный характер воздействия ПрМП на поверхность детали 2 обеспечивает снижение электрического сопротивления, создаваемого образующегося в процессе ЭПП внутреннего слоя на аноде (детали 2). При полировании магнитное поле создают протяженными магнитами 8, охватывающими область полирования детали 2.

В качестве рабочей емкости 1 используют закрытую емкость с крышкой, обеспечивающей герметизацию рабочей емкости 1. Рабочую емкость 1 выполняют из материала, стойкого к воздействию электролита. Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали ПГО до получения необходимой шероховатости поверхности.

При осуществлении способа происходят следующие процессы. Под действием протекающих токов происходит нагрев поверхности детали 2 и образование вокруг нее ПГО. Излишняя теплота, возникающая при нагреве детали и электролита 3, отводится через систему охлаждения - теплообменник 6 . При этом поддерживают заданную температуру электролита, выбирая ее из диапазона от 7 до 30°С. Под действием электрического напряжения (электрического потенциала между деталью 2 и электролитом 3) в ПГО возникает разряд, представляющий из себя ионизированную электролитическую плазму, обеспечивающую протекание интенсивных химических и электрохимических реакций между обрабатываемой деталью 2 и средой ПГО.

При этом толщина ПГО в результате действия архимедовой силы изменяется, сужаясь по мере опускания вниз, что при традиционных способах ЭПП приводит к неравномерности обработки поверхности детали 2, особенно при ее протяженных размерах. В этой связи в предлагаемом изобретении ПрМП используется как технологический фактор, доминирующий над толщиной ПГО, позволяя стабилизировать процессы обработки детали.

Образующаяся в процессе полирования детали 2 ПГО состоит из паров электролита, анионов и газообразного кислорода. Поскольку травление происходит, в основном, на микронеровностях, где образуется тонкий слой окисла, а процессы анодирования продолжаются, то в результате совместного действия этих факторов происходит уменьшение шероховатости обрабатываемой поверхности и, как следствие, полирование последней.

Пример.

Были проведены следующие сравнительные испытания образцов из титанового, никелевого, хромоникелевого и медных сплавов. Для этого проводили ЭПП деталей из указанных сплавов при различных, характерных для предлагаемого изобретения и для способа-прототипа (RU 2725516 C1) режимах полирования.

Условия обработки по предлагаемому способу. Обрабатываемые детали размещали на держателе изделий, расположенном под крышкой емкости и снабженным устройством для подъема и опускания деталей в электролит. Затем крышку плотно закрывали, обеспечивая герметизацию рабочей емкости. Из герметичной емкости с крышкой вакуумным насосом откачивали паровоздушную среду, создавая следующие величины разряжения атмосферного давления: 0,7 кПа - (Н.Р.), 0,9 кПа - (У.Р.); 2,0 кПа - (У.Р.); 4,0 кПа - (У.Р.); 10,0 кПа - (Н.Р.) и обеспечивая подачу на деталь следующих величин положительного электрического потенциала: 6В - (Н.Р.), 10В - (У.Р.), 40В - (У.Р.), 80В - (У.Р.), 100В - (Н.Р.). На деталь при ЭПП воздействовали переменным магнитным полем частотой, выбираемой из диапазона от 10 Гц до 200 Гц (6 Гц - (Н.Р.); 10 Гц - (У.Р.); 50 Гц - (У.Р.); 100 Гц - (У.Р.); 200 Гц - (У.Р.); 250 Гц - (Н.Р.), варьируя его напряженностью в диапазоне от 50-500 кА/м (40 кА /м - (Н.Р.); 50 кА /м - (У.Р); 100 кА /м - (У.Р.); 150 кА /м - (У.Р.); 200 кА /м - (У.Р.); 250 кА /м - (У.Р.); 300 кА /м - (У.Р.); 350 кА /м - (У.Р.); 400 кА /м - (У.Р.); 450 кА /м - (У.Р.); 500 кА /м - (У.Р.); 550 кА/м - (Н.Р.) и проводили полирование до достижения требуемой величины шероховатости поверхности.

Неудовлетворительным результатом (Н.Р.) испытаний вариантов ЭПП считался результат, при котором отсутствовал эффект полирования или уменьшения шероховатости поверхности детали не обеспечивалась равномерность обработки поверхности и не обеспечивалась обработка детали размерами 20 × 20 см, а если же эффект качественного полирования достигался, то результат считался удовлетворительным (УР).

Используемый электролит.

Для обработки детали из титанового сплава ВТ9.

Водный раствор с содержанием гидроксиламина (NH2OH) 2 вес.% (НР), 3 вес.% - (У.Р.), 7 вес.% - (У.Р.), 10 вес.% (НР), и содержанием NaF : 0,5 вес.% (НР), 0,7 вес.% - (У.Р.), 0,8 вес.% - (У.Р.), 1,1 вес.% (НР), или содержанием KF: 0,5 вес.% (НР), 0,7 вес.% - (У.Р.), 0,8 вес.% - (У.Р.), 1,1 вес.% (НР). Температура электролита поддерживалась от 14°С до 26°С (при выходе из указанного диапазона температур качество обработки снижалось).

Для обработки деталей из никелевого сплава (ЖС6У) и хромоникелевого (12Х18Н10Т).

Водный раствор сульфата аммония ((NH4)2SO4): 2% (НР), 4%- (У.Р.), 8% - (У.Р.), 11% (НР). Температура электролита поддерживалась от 12°С до 24°С (при выходе из указанного диапазона температур качество обработки снижалось).

Для обработки деталей из медного сплава (Бр.ОЦС 6-6-3) : водный раствор аммонийных солей, содержащий фтористый аммоний (NH4F) и аммоний лимоннокислый (Na3C6H5O7*2H2O ) одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас. %: фтористый аммоний: 0,5% (НР), 1,0%- (У.Р.), 3,0%- (У.Р.), 5,0% (НР), аммоний лимоннокислый одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь 1-5, 0,5% (НР), 1,0%- (У.Р.), 3,0%, 5,0% - (У.Р.), 7,0% (НР). Температура электролита поддерживалась от 12°С до 24°С (при выходе из указанного диапазона температур качество обработки снижалось).

В герметично закрытой рабочей емкости создавали исследуемую величину пониженного давления и подавали электрический потенциал на деталь и осуществляли воздействие на него ПрМП согласно приведенным выше исследуемым вариантам. Для этого после закрытия крышки и подачи на обрабатываемые детали исследуемой величины электрического потенциала, при помощи устройства на держателе изделий опускали детали в электролит и проводили обработку. Для каждого варианта обработки использовались по три образца в виде пластин размерами: 5 × 10 см, 10 × 10 см, 20 × 20 см.

Традиционный вариант ЭПП для аналогичных деталей осуществляли согласно режимам, представленным в способе-прототипе (RU 2725516 C1) в электролитах того же состава, при воздействии тех же величин напряженности постоянного магнитного поля.

Результаты сравнительных испытаний представлены в таблицах, в таблице 1 - результаты ЭПП деталей из титанового сплава ВТ9, в таблице 2 - результаты ЭПП деталей из хромоникелевого сплава12Х18Н10Т, в таблице 3 - результаты ЭПП деталей из медного сплава Бр.ОЦС 6-6-3.

Таблица 1

Вари
ант
Раз-
меры
образц,
см2
Электролит вес.% Вид магн-
ного поля
Напря-
жение,
В
Разброс знач
Ra,
мкм
Примечание
Прото-
тип
1 100 NH2OH -3
NaF - 0,7
Посто
янное
280 0, 09 -0,16 -
2 200 NH2OH -3
NaF - 0,7
280 0, 11 -0,16 Сильный нагрев электролита
3 400 NH2OH -3
NaF - 0,7
280 - Полирование
произвести не удалось
Предла-
гаемый
пособ
1 100 NH2OH -3
NaF - 0,7
Перем
енное
18 0, 08 -0,11 Стабильная температура
электролита в диапазоне от 14°С до 26°С
2 200 NH2OH -3
NaF - 0,7
18 0, 07 -0,09
3 400 NH2OH -3
NaF - 0,7
18 0, 08 -0,11

Таблица 2

Вари
ант
Раз-
меры
образц,
см2
Электролит вес.% Вид магн-
ного поля
Напря-
жение,
В
Разброс знач
Ra,
мкм
Примечание
Прото-
тип
1 100 (NH4)2SO4 - 4% Посто
янное
280 0, 10 -0,17 -
2 200 (NH4)2SO4 - 4% 280 0, 11 -0,18 Сильный нагрев электролита 3 400 (NH4)2SO4 - 4% 280 - Полирование
произвести не удалось
Предла-
гаемый
пособ
1 100 (NH4)2SO4 - 4% Перем
енное
18 0, 09 -0,12 Стабильная температура
электролита в диапазоне от 12°С до 24°С
2 200 (NH4)2SO4 - 4% 18 0, 08 -0,10 3 400 (NH4)2SO4 - 4% 18 0, 09 -0,11

Таблица 3

Вари
ант
Раз-
меры
образц,
см2
Электролит вес.% Вид магн-
ного поля
Напря-
жение,
В
Разброс знач
Ra,
мкм
Примечание
Прото-
тип
1 100 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
Посто
янное
280 0, 09 -0,15 -
2 200 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
280 0, 10 -0,17 Сильный нагрев электролита
3 400 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
280 - Полирование
произвести не удалось
Предла-
гаемый
пособ
1 100 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
Перем
енное
18 0, 08 -0,10 Стабильная температура
электролита в диапазоне от 12°С до 24°С
2 200 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
18 0, 08 -0,11
3 400 NH4F - 1,0%
Na3C6H5O7-1,0%
18 0, 09 -0,12

По сравнению с известным способом полирования (RU 2725516 C1) разброс значений шероховатости поверхности при обработке по предлагаемому способу составляет Ra 0,08…0,12 мкм (среднее значение ΔRa = 0,04 мкм), в то время, как по прототипу - Ra 0,09…0,17 мкм (среднее значение ΔRa = 0,08 мкм). Кроме того, предлагаемый способ в отличие от протопипа позволяет обрабатывать детали большого размера. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить равномерное полирование поверхности детали большого размера при одновременной обработке всей или большей части его полируемой поверхности.

Похожие патенты RU2820693C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ 2023
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Кутлуев Владислав Маратович
RU2821036C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ В РАЗРЕЖЕННОЙ АТМОСФЕРЕ 2023
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Кутлуев Владислав Маратович
RU2817245C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2715398C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2734802C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
  • Панин Андрей Игоревич
  • Кутлуев Владислав Маратович
RU2725516C1
СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЛОПАТОК БЛИСКА ТУРБОМАШИН И РАБОЧАЯ ЕМКОСТЬ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2018
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2694935C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЛОПАТОК БЛИСКА ТУРБОМАШИН И ЭЛАСТИЧНЫЙ ЧЕХОЛ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2018
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2694684C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА 2023
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Кутлуев Владислав Маратович
  • Рамазанов Камиль Нуруллаевич
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Хусаинов Юлдаш Гамирович
RU2812925C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОПОЛИРОВАНИЯ ЛОПАТКИ ГТД ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2715396C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОПОЛИРОВАНИЯ МОНОКОЛЕСА С ЛОПАТКАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2719217C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 820 693 C1

Реферат патента 2024 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО ПОЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

Изобретение относится к электролитно-плазменной обработке металлических деталей и может быть использовано для полирования лопаток турбомашин из титановых и никелевых сплавов. Способ включает погружение детали в электролит, создание вокруг обрабатываемой детали магнитного поля, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на деталь электрического потенциала, при этом создают переменное магнитное поле частотой, выбираемой из диапазона от 10 до 200 Гц, а полирование ведут при пониженном давлении, выбираемом из диапазона от 0,9 до 4 кПа, при температуре электролита, выбираемой из диапазона от 7 до 30°С, и при подаче на обрабатываемую деталь положительного потенциала, выбираемого из диапазона от 10 до 80 В. Техническим результатом является обеспечение равномерного полирования поверхности детали большого размера при одновременной обработке всей или большей части его полируемой поверхности. 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 820 693 C1

1. Способ электролитно-плазменного полирования детали в магнитном поле, включающий погружение детали в электролит, создание вокруг обрабатываемой детали магнитного поля, формирование вокруг обрабатываемой поверхности детали парогазовой оболочки и зажигание разряда между обрабатываемой деталью и электролитом путем подачи на деталь электрического потенциала, отличающийся тем, что создают переменное магнитное поле частотой, выбираемой из диапазона от 10 до 200 Гц, а полирование ведут при пониженном давлении, выбираемом из диапазона от 0,9 до 4 кПа, при температуре электролита, выбираемой из диапазона от 7 до 30°С, и при подаче на обрабатываемую деталь положительного потенциала, выбираемого из диапазона от 10 до 80 В.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе полирования вокруг обрабатываемой детали обеспечивают переменное магнитное поле равномерной напряженности, выбирая его значение из диапазона от 50 до 500 кА/м.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют полирование детали из титанового сплава, а в качестве электролита используют водный раствор с содержанием от 3 до 7 вес.% гидроксиламина солянокислого с содержанием от 0,7 до 0,8 вес.% NaF или KF, при этом полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 14 до 26°С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют полирование детали из никелевого или хромоникелевого сплава, а в качестве электролита используют 4-8%-ный водный раствор сульфата аммония, при этом полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 12 до 24°С.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют полирование детали из медных сплавов, а в качестве электролита используют водный раствор аммонийных солей, содержащий фтористый аммоний и аммоний лимоннокислый одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: фтористый аммоний 1-3, аммоний лимоннокислый одно-, двух-, трехзамещенный или их смесь 1-5, а полирование ведут до обеспечения шероховатости не ниже Ra=0,08-0,12 мкм при температуре электролита от 12 до 24°С.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что переменное магнитное поле создают электромагнитом, а в качестве обрабатываемой детали используют лопатку турбомашины.

7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что переменное магнитное поле создают постоянным магнитом, при его вращении с частотой, выбираемой из диапазона от 10 до 200 Гц, обеспечивающей смену полярности магнита относительно обрабатываемой детали.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2820693C1

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ 2019
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
  • Панин Андрей Игоревич
  • Кутлуев Владислав Маратович
RU2725516C1
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 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 1999
  • Мирзоев Р.А.
  • Стыров М.И.
  • Степанова Н.И.
  • Майоров А.И.
RU2168565C1
US 5028304 A1, 02.07.1991.

RU 2 820 693 C1

Авторы

Мингажев Аскар Джамилевич

Криони Николай Константинович

Мингажева Алиса Аскаровна

Кутлуев Владислав Маратович

Даты

2024-06-07Публикация

2023-12-19Подача