RU2495966C1

RU2495966C1 - Method of grinding parts made from titanium alloys

Info

Publication number: RU2495966C1
Application number: RU2012127957/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Смыслов; Дамир Рамилевич Таминдаров; Аскар Джамилевич Мингажев; Марина Константиновна Смыслова; Александра Борисовна Самаркина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология"
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2013-10-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: processed part is dipped in electrolyte to form gas-vapor envelope around said part for discharge to be initiated between said part and said electrolyte by feeding electric potential to said part. Note here that said processed part is made of titanium alloy containing vanadium. Electric potential of 340-360 V is applied to said part and NH₄F and KF mix aqueous solution is used as the electrolyte at the following ratio of components: NH₄F - 5 - 15 g/l, KF - 30 - 50 g/l. Note here that grinding is made at 75 to 85°C for 1.5 minutes.

EFFECT: higher quality and reliability of processing, lower labor input due to single-step process.

10 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам полирования деталей из титановых сплавов, основанных на использовании электролитно-плазменной обработки и может быть использовано в турбомашиностроении при полировании рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, лопаток газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей, для обеспечения необходимых физико-механических и эксплуатационных свойств деталей турбомашин, а также в качестве подготовительной операции перед ионно-имплантационным модифицированием поверхности детали и нанесением защитных ионно-плазменных покрытий.The invention relates to methods for polishing parts made of titanium alloys based on the use of electrolyte-plasma processing and can be used in turbomachinery when polishing working and guide vanes of steam turbines, gas pumping plant blades and gas turbine compressor, to provide the necessary physical, mechanical and operational properties of the parts turbomachines, as well as a preparatory operation before the ion-implantation modification of the surface of the part and applying protective ion-plasma coatings.

Для изготовления лопаток турбомашин применяются титановые сплавы, которые по сравнению со стальными лопатками обладают более высокой прочностью, в том числе и при высоких температурах, сохраняя при этом достаточно высокую пластичность и коррозионную стойкость.For the manufacture of turbomachine blades, titanium alloys are used, which, compared to steel blades, have higher strength, including at high temperatures, while maintaining a sufficiently high ductility and corrosion resistance.

Однако лопатки турбомашин из титановых сплавов обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения. Поэтому дефекты, образующиеся в процессе изготовления этих деталей, 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.However, the blades of turbomachines made of titanium alloys are highly sensitive to voltage concentrators. Therefore, the defects formed in the manufacturing process of these parts are unacceptable, since they cause the occurrence of intense destruction processes. This causes problems when machining surfaces of turbomachine parts. In this regard, the development of methods for producing high-quality surfaces of turbomachine parts is a very urgent task.

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 (A1), МПК C25F 3/16, опубл. 06.08.86, а также Патент РБ №1132, МПК C25 F 3/16, 1996, БИ №3].The most promising methods for processing turbomachine blades are electrochemical methods of polishing surfaces [Griliches S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Effect on the properties of metals. L., Mashinostroenie, 1987], while the methods of electrolyte-plasma polishing (EPP) of parts [the patent GDR (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 08/06/86, as well as Patent RB No. 1132, IPC C25 F 3/16, 1996, BI No. 3].

Известен способ полирования металлических поверхностей, включающий анодную обработку в электролите [Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, БИ №3], а также способ электрохимического полирования [Патент США №5028304, МПК B23H 3/08, C25F 3/16, C25F 5/00, опубл. 02.07.91].A known method of polishing metal surfaces, including anode processing in an electrolyte [RB Patent No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, BI No. 3], as well as a method for electrochemical polishing [US Patent No. 5028304, IPC B23H 3/08, C25F 3 / 16, C25F 5/00, publ. 07/02/91].

Известные способы электрохимического полирования не позволяют производить качественное полирование поверхности деталей из титановых сплавов.Known methods of electrochemical polishing do not allow high-quality polishing of the surface of parts made of titanium alloys.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного полирования детали из титановых 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 [Патент РФ №2373306, МПК C25F 3/16. Бюл №32, 2009].Closest to the claimed technical solution is a method of electrolyte-plasma polishing of a titanium alloy part, comprising immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece [RF Patent No. 2373306 IPC C25F 3/16. Bull No. 32, 2009].

Однако известный способ [Патент РФ №2373306] является многостадийным, что приводит с одной стороны к возрастанию сложности процесса обработки деталей, снижению качества и надежности процесса обработки из-за необходимости обеспечения большего количества параметров процесса и их соотношений, а также к повышению его трудоемкости.However, the known method [RF Patent No. 2373306] is multi-stage, which leads on the one hand to an increase in the complexity of the processing of parts, a decrease in the quality and reliability of the processing process due to the need to provide more process parameters and their ratios, as well as to increase its complexity.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества обработки и надежность процесса полирования деталей из титановых сплавов, а также снижения его трудоемкости за счет использования одноэтапной обработки деталей.The task to which the invention is directed is to improve the quality of processing and the reliability of the process of polishing parts made of titanium alloys, as well as reducing its complexity by using one-stage processing of parts.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе полирования деталей из титановых сплавов, включающем 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, в отличие от прототипа, используют деталь из титанового сплава, не содержащего ванадий, к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 340 В до 360 В, а в качестве электролита используют водный раствор смеси NH₄F и KF при их следующем содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л, а полирование ведут при температуре от 75°C до 85°C в течение не менее 1,5 минут, при этом возможно использование следующих вариантов: полирование ведут при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², в качестве деталей используют лопатку турбомашины; используют детали, в частности лопатки, выполненные из титанового сплава, содержащего, вес.%: Al - от 5,0% до 7,0%; Mo - от 2,0% до 4,0%; Zr - до 0,5%; Si - от 0,15% до 0,40; Fe - до 0,3%; O - до 0,15%; H - до 0,015%; N - до 0,05%; C - до 0,1%; Ti - остальное, используют детали, в частности лопатки, с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra=0,50 мкм.The problem is solved due to the fact that in the method of polishing parts made of titanium alloys, including immersing the part in an electrolyte, forming a gas-vapor shell around the workpiece surface and igniting the discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece, unlike the prototype, a part made of a titanium alloy containing no vanadium is used, an electric potential of 340 V to 360 V is applied to the workpiece, and as an electrolyte, The user aqueous mixture solution of NH ₄ F and KF when the following contents: NH ₄ F - 5 g / l to 15 g / L, KF - 30 g / l to 50 g / l, and the polishing is conducted at a temperature of from 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes, while the following options are possible: polishing is carried out at a current of 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , using a turbomachine blade as parts; use parts, in particular blades made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0% to 7.0%; Mo - from 2.0% to 4.0%; Zr - up to 0.5%; Si - from 0.15% to 0.40; Fe - up to 0.3%; O - up to 0.15%; H - up to 0.015%; N - up to 0.05%; C - up to 0.1%; Ti - the rest, use parts, in particular blades, with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra = 0.50 μm.

Сущность заявляемого способа, возможность его осуществления и использования иллюстрируются представленными ниже примерами.The essence of the proposed method, the possibility of its implementation and use are illustrated by the examples below.

Заявляемый способ полирования деталей из титановых сплавов осуществляется следующим образом. Обрабатываемую деталь из титанового сплава погружают в ванну с водным раствором электролита, прикладывают к обрабатываемой детали положительный электрический потенциал, а к электролиту - отрицательный, в результате чего достигают возникновения разряда между обрабатываемым изделием и электролитом. Процесс электролитно-плазменного полирования осуществляют при электрическом потенциале от 340 В до 360 В, а в качестве электролита используют водный раствор смеси NH₄F и KF при их содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л. Полирование ведут при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², при температуре от 75°C до 85°C, в течение не менее 1,5 минут. Полируемой деталью может быть лопатка турбомашины. При этом могут использоваться детали, в частности лопатки турбомашин, выполненные из титанового сплава, содержащего, вес.%: Al - от 5,0% до 7,0%; Mo - от 2,0% до 4,0%; Zr - до 0,5%; Si - от 0,15% до 0,40; Fe - до 0,3%; O - до 0,15%; H - до 0,015%; N - до 0,05%; C - до 0,1%; Ti - остальное.The inventive method of polishing parts of titanium alloys is as follows. The workpiece made of titanium alloy is immersed in a bath with an aqueous solution of electrolyte, a positive electric potential is applied to the workpiece, and a negative potential is applied to the electrolyte, as a result of which a discharge arises between the workpiece and the electrolyte. The process of electrolyte-plasma polishing is carried out at an electric potential from 340 V to 360 V, and an aqueous solution of a mixture of NH ₄ F and KF is used as the electrolyte with their content: NH ₄ F - from 5 g / l to 15 g / l, KF - from 30 g / l to 50 g / l. Polishing is carried out at a current value from 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , at a temperature of 75 ° C to 85 ° C, for at least 1.5 minutes. The polished part may be a turbomachine blade. In this case, details can be used, in particular turbomachine blades made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0% to 7.0%; Mo - from 2.0% to 4.0%; Zr - up to 0.5%; Si - from 0.15% to 0.40; Fe - up to 0.3%; O - up to 0.15%; H - up to 0.015%; N - up to 0.05%; C - up to 0.1%; Ti is the rest.

Обработку ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки. В качестве ванны используют емкость, выполненную из материала, стойкого к воздействию электролита. Величина pH электролита находится в пределах 4-9.Processing is carried out in an electrolyte medium while maintaining a vapor-gas shell around a part. As a bath, a container made of a material resistant to electrolyte is used. The pH of the electrolyte is in the range of 4-9.

При осуществлении способа происходят следующие процессы. Под действием протекающих токов происходит нагрев поверхности детали и образование вокруг нее парогазовой оболочки. Излишняя теплота, возникающая при нагреве детали и электролита, отводится через систему охлаждения. При этом поддерживают заданную температуру процесса. Под действием электрического напряжения (электрического потенциала между деталью и электролитом) в парогазовой оболочке возникает разряд, представляющий собой ионизированную электролитическую плазму, обеспечивающую протекание интенсивных химических и электрохимических реакций между обрабатываемой деталью и средой парогазовой оболочки.When implementing the method, the following processes occur. Under the influence of flowing currents, the surface of the part is heated and a vapor-gas shell forms around it. Excessive heat arising from the heating of the part and the electrolyte is removed through the cooling system. At the same time, the set process temperature is maintained. Under the action of electric voltage (electric potential between the part and the electrolyte), a discharge appears in the vapor-gas shell, which is an ionized electrolytic plasma, which ensures the occurrence of intense chemical and electrochemical reactions between the treated part and the medium of the gas-vapor shell.

При подаче положительного потенциала на деталь, в процессе протекания указанных реакций, происходит анодирование поверхности детали с одновременным химическим травлением образующегося окисла. Причем при анодной поляризации парогазовый слой 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.When a positive potential is applied to the part, during the course of these reactions, the surface of the part is anodized with chemical etching of the formed oxide. Moreover, with anodic polarization the vapor-gas layer consists of electrolyte vapors, anions, and gaseous oxygen. Since etching occurs mainly on microroughnesses, where a thin oxide layer is formed, and the anodizing processes continue, as a result of the combined action of these factors, the roughness of the treated surface decreases and, as a result, polishing of the latter occurs.

При обработке в электролите водного раствора смеси KF и NH₄F, при их содержании NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л, поверхность детали покрывается слоем легко растворимого налета из фтористых соединений, образованных вытеснением кислорода (TiO₂+F^-→TiF₄). При напряжении от 340 В до 360 В температура разряда достаточно высока для ведения стабильного процесса полирования. Поскольку деталь из-за наличия парогазовой оболочки непосредственно не контактирует с электролитом, то соединение TiF₄ испаряется, т.е. полирование ведется через испарение фторированного слоя (T_пл.TiF4=238°C).When an aqueous solution of a mixture of KF and NH ₄ F is treated in an electrolyte, with their NH ₄ F content from 5 g / l to 15 g / l, KF from 30 g / l to 50 g / l, the surface of the part is covered with a layer of easily soluble plaque from fluoride compounds formed by the displacement of oxygen (TiO ₂ + F ^- → TiF ₄ ). At voltages from 340 V to 360 V, the discharge temperature is high enough to conduct a stable polishing process. Since the component does not directly contact the electrolyte due to the vapor-gas shell, the TiF ₄ compound evaporates, i.e. polishing is carried out through the evaporation of the fluorinated layer (T _pl . _TiF4 = 238 ° C).

Концентрация основных компонентов электролита является величиной достаточно варьируемой, в пределах NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л. При этом нижний предел их концентрации определяется необходимостью обеспечения количественного доминирования ионов фтора над ионами кислорода, как в образующейся на поверхности изделия пленке, так и в парогазовой оболочке. Верхний предел концентрации раствора электролита лимитируется увеличением количества образующихся, в процессе обработки, токсичных газообразных продуктов (F^-, NH₃). Для минимизации джоуль-ленцевых потерь электролит должен обладать достаточной электропроводимостью. При подборе концентрации электролита водного раствора смеси KF и NH₄F, необходимо также учитывать возможность его продолжительного использования без дополнительной корректировки состава.The concentration of the main components of the electrolyte is quite variable, within NH ₄ F - from 5 g / l to 15 g / l, KF - from 30 g / l to 50 g / l. Moreover, the lower limit of their concentration is determined by the need to ensure the quantitative dominance of fluorine ions over oxygen ions, both in the film formed on the surface of the product and in the vapor-gas shell. The upper limit of the concentration of the electrolyte solution is limited by an increase in the number of toxic gaseous products formed during processing (F ^- , NH ₃ ). To minimize joule-loss, the electrolyte must have sufficient electrical conductivity. When selecting the electrolyte concentration of an aqueous solution of a mixture of KF and NH ₄ F, it is also necessary to take into account the possibility of its continued use without additional adjustment of the composition.

Пример. Обработке подвергали детали из титановых сплавов марок ВТ-1, ВТ3-1, ВТ9, ВТ8. Обрабатываемые образцы погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к детали положительное, а к электролиту - отрицательное напряжение. Детали обрабатывались в среде электролитов на основе водного раствора смеси NH₄F и KF при их содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л. При обработке производили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 75…85°C). В таблице приведены результаты обработки поверхности изделий из титановых сплавов.Example. Parts from titanium alloys of the grades VT-1, VT3-1, VT9, VT8 were subjected to processing. The processed samples were immersed in a bath with an aqueous solution of electrolyte and positive voltage was applied to the part, and negative voltage was applied to the electrolyte. Parts were machined in an electrolyte based on an aqueous solution of a mixture of NH ₄ F and KF with their content: NH ₄ F - from 5 g / l to 15 g / l, KF - from 30 g / l to 50 g / l. During processing, circulating cooling of the electrolyte was performed (the average process temperature was maintained in the range of 75 ... 85 ° C). The table shows the results of surface treatment of products from titanium alloys.

Условия обработки по способу-прототипу при многоэтапной обработке: первый этап: электрическое напряжение 120…170 В, время - 18…50 с (0,3…0,8 мин); второй этап: напряжение - 210…350 В, время - 1,5…5 минут (90…300 с); третий этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 минут (90…300 с), (дополнительное условие обработки на третьем этапе: не вынимая изделие из электролита, отключали электрическое напряжение, затем удаляли изделие из электролита, охлаждали его до температуры окружающей среды (20°C), вновь прикладывали к нему положительное по отношению к электролиту электрическое напряжение порядка 210-350 В, затем снова погружали изделие в электролит и вели полирование в течение от 0,8 до 2,5 минут); четвертый этап: напряжение - 210…350 В, время - 0,8…2,5 минут (90…300 с), (дополнительное условие обработки на четвертом этапе: не вынимая изделие из электролита, отключали электрическое напряжение, затем удаляли изделие из электролита, охлаждали его до температуры окружающей среды (20°C), вновь прикладывали к нему положительное по отношению к электролиту электрическое напряжение порядка 210-350 В, затем снова погружали изделие в электролит и вели полирование в течение от 0,8 до 2,5 минут). Обработку изделия проводили при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², при температуре от 70°C до 90°C.Processing conditions according to the prototype method for multi-stage processing: the first stage: electric voltage 120 ... 170 V, time - 18 ... 50 s (0.3 ... 0.8 min); second stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 1.5 ... 5 minutes (90 ... 300 s); third stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 0.8 ... 2.5 minutes (90 ... 300 s), (additional processing condition in the third stage: without removing the product from the electrolyte, the voltage was turned off, then the product was removed from the electrolyte , cooled it to ambient temperature (20 ° C), again applied to it an electric voltage positive in relation to the electrolyte of the order of 210-350 V, then again immersed the product in the electrolyte and polished for 0.8 to 2.5 minutes ); fourth stage: voltage - 210 ... 350 V, time - 0.8 ... 2.5 minutes (90 ... 300 s), (additional processing condition in the fourth stage: without removing the product from the electrolyte, the voltage was turned off, then the product was removed from the electrolyte , cooled it to ambient temperature (20 ° C), again applied to it an electric voltage positive in relation to the electrolyte of the order of 210-350 V, then again immersed the product in the electrolyte and polished for 0.8 to 2.5 minutes ) The processing of the product was carried out at a current value of 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , at a temperature of 70 ° C to 90 ° C.

Условия обработки по предлагаемому способу: электрический потенциал (напряжение) от 340 В до 360 В; электролит - водный раствор смеси KF и NH₄F при их содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л; величина тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², при температуре от 75°C до 85°C в течение не менее 1,5 минут.Processing conditions for the proposed method: electrical potential (voltage) from 340 V to 360 V; electrolyte - an aqueous solution of a mixture of KF and NH ₄ F with their content: NH ₄ F - from 5 g / l to 15 g / l, KF - from 30 g / l to 50 g / l; the current value is from 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , at a temperature of 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes.

Кроме того, были проведены исследования следующих режимов обработки деталей из титановых сплава, не содержащих ванадия (ВТ-1, ВТ3-1, ВТ9, ВТ8. Электрический потенциал: 335 В неудовлетворительный результат (Н.Р.); 340 В - удовлетворительный результат (У.Р.); 345 В - (У.Р.); 350 В - (У.Р.); 355 В - (У.Р.); 360 В - (У.Р.); 365 В - (Н.Р.). Температура процесса: 70°C - (Н.Р.); 75°C - (У.Р.); 80°C - (У.Р.); 85°C - (У.Р.); 90°C - (Н.Р.). Время обработки: 1,0 мин - (Н.Р.); 1,2 мин - (Н.Р.); 1,5 мин - (У.Р.); 2,0 мин - (У.Р.); 6,0 мин - (У.Р.); 10 мин - (У.Р.); 20 мин - (У.Р.). Электролит - на основе водного раствора смеси NH₄F и KF, при их содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л. Электролиты: NH₄F - от 5 г/л.In addition, studies were conducted on the following modes of processing parts from titanium alloys containing no vanadium (VT-1, VT3-1, VT9, VT8. Electric potential: 335 V unsatisfactory result (NR); 340 V - satisfactory result ( U.R.); 345 V - (U.R.); 350 V - (U.R.); 355 V - (U.R.); 360 V - (U.R.); 365 V - ( N.R.) Process temperature: 70 ° C - (N.R.); 75 ° C - (U.R.); 80 ° C - (U.R.); 85 ° C - (U.R.) .); 90 ° C - (NR). Processing time: 1.0 min - (NR); 1.2 min - (NR); 1.5 min - (U. R .); 2.0 min - (U.R.); 6.0 min - (U.R.); 10 min - (U.R.); 20 min - (U.R.). Electrolyte - on based on an aqueous solution of a mixture of NH ₄ F and KF, with their content: NH ₄ F - from 5 g / l to 15 g / l, KF - from 30 g / l to 50 g / l. Electrolytes: NH ₄ F - from 5 g / l.

В таблице приведены средние значения шероховатости поверхности R_a, полученные по способу-прототипу и предлагаемому способу.The table shows the average values of surface roughness R _a obtained by the prototype method and the proposed method.

ТаблицаTable Вари
ант
спосо
баVari
ant
way
ba №No. МатериалMaterial Исходная шероховатость поверхности, R_a мкмThe initial surface roughness, R _a microns Шероховатость поверхности (R_a мкм), после обработкиSurface roughness (R _a μm), after processing Средняя величина, мкмThe average value, microns Разброс значений ΔR_a, мкмThe scatter of ΔR _a , μm Прото
типProto
type of 1.one. ВТ-1VT-1 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,17…0,060.17 ... 0.06 0,110.11 2.2. ВТ3-1VT3-1 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,19…0,050.19 ... 0.05 0,140.14 3.3. ВТ9VT9 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,20…0,070.20 ... 0.07 0,130.13 4.four. ВТ8VT8 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,21…0,060.21 ... 0.06 0,150.15 Пред
лага
емыйPrev
lag
being 5.5. ВТ-1VT-1 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,06…0,040.06 ... 0.04 0,020.02 6.6. ВТ3-1VT3-1 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,04…0,030.04 ... 0.03 0,010.01 7.7. ВТ9VT9 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,03…0,020.03 ... 0.02 0,010.01 8.8. ВТ8VT8 0,45…0,500.45 ... 0.50 0,04…0,020.04 ... 0.02 0,020.02

Таким образом, проведенные исследования показали, что применение предлагаемого способа полирования деталей из титановых сплавов позволяет повысить, по сравнению с прототипом, качество обработки изделий из титановых сплавов ВТ-1, ВТ3-1 ВТ9 и ВТ8. Как видно из приведенных в таблице примеров, средние значения шероховатости поверхности для прототипа от Ra 0,21…0,05 мкм (при величине разброса значений ΔRa=0,11 до 0,15 мкм), для предлагаемого способа улучшается до Ra 0,06…0,02 мкм (при величине разброса значений ΔRa=0,02 до 0,01 мкм).Thus, the studies showed that the application of the proposed method of polishing parts made of titanium alloys can improve, compared with the prototype, the quality of processing products from titanium alloys VT-1, VT3-1 VT9 and VT8. As can be seen from the examples in the table, the average surface roughness for the prototype from Ra 0.21 ... 0.05 μm (with a spread of values ΔRa = 0.11 to 0.15 μm), for the proposed method improves to Ra 0.06 ... 0.02 μm (with a spread of ΔRa = 0.02 to 0.01 μm).

Улучшение качества полирования деталей из титановых сплавов по предлагаемому способу, во всех проведенных случаях обработки указывает на то, что использование способа полирования детали из титановых сплавов, включающего 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, использование обрабатываемой детали из титанового сплава, не содержащего ванадий, приложение к обрабатываемой детали электрического потенциала от 340 В до 360 В, использование в качестве электролита водного раствора смеси NH₄F и KF при их содержании: NH₄F - от 5 г/л до 15 г/л, KF - от 30 г/л до 50 г/л, ведение полирования при температуре от 75°C до 85°C в течение не менее 1,5 минут, при величине тока от 0,2 А/дм² до 0,5 А/дм², использование в качестве обрабатываемой детали лопатки турбомашины, использование обрабатываемой детали, в частности лопатки турбомашины, выполненной из титанового сплава, содержащего, вес.%: Al - от 5,0% до 7,0%; Mo - от 2,0% до 4,0%; Zr - до 0,5%; Si - от 0,15% до 0,40; Fe - до 0,3%; O - до 0,15%; H - до 0,015%; N - до 0,05%; C - до 0,1%; Ti - остальное, использование обрабатываемой детали, в частности лопатки турбомашины, выполненной с шероховатостью исходной полируемой поверхностью не более Ra 0,50 мкм, позволяют достичь технического результата заявляемого способа - повысить качество обработки и надежность процесса полирования деталей из титановых сплавов, а также снизить его трудоемкость.Improving the quality of polishing parts of titanium alloys according to the proposed method, in all the processing cases, indicates that the use of a method of polishing a part from titanium alloys, including immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by applying electric potential to the workpiece, using a workpiece made of vanadium-free titanium alloy s, the application to the workpiece of the electric potential from 340 V to 360 V, the use of a mixture of NH ₄ F and KF as the aqueous solution of electrolyte at their Content: NH ₄ F - 5 g / l to 15 g / L, KF - 30 g / l to 50 g / l, polishing at a temperature of 75 ° C to 85 ° C for at least 1.5 minutes, with a current value of 0.2 A / dm ² to 0.5 A / dm ² , the use of a turbomachine blade as a machined part, the use of a machined part, in particular a turbomachine blade made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0% to 7.0%; Mo - from 2.0% to 4.0%; Zr - up to 0.5%; Si - from 0.15% to 0.40; Fe - up to 0.3%; O - up to 0.15%; H - up to 0.015%; N - up to 0.05%; C - up to 0.1%; Ti - the rest, the use of a workpiece, in particular a turbomachine blade made with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm, allows to achieve the technical result of the proposed method - to improve the quality of processing and the reliability of the process of polishing parts from titanium alloys, as well as reduce it labor input.

Claims

1. A method of polishing parts made of titanium alloys, comprising immersing the part in an electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting a discharge between the workpiece and the electrolyte by applying an electric potential to the workpiece, characterized in that the workpiece is made of titanium alloy, vanadium-free, by applying an electric potential of 340 to 360 V, an aqueous solution of a mixture of NH is used as the electrolyte_fourF and KF when the content of NH_fourF - from 5 to 15 g / l and KF - from 30 to 50 g / l, and polishing is carried out at a temperature of from 75 to 85 ° C for at least 1.5 minutes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the polishing is carried out at a current value of from 0.2 to 0.5 A / DM ² .

3. The method according to claim 1, characterized in that the blade of the turbomachine is used as the workpiece.

4. The method according to claim 2, characterized in that the blade of the turbomachine is used as the workpiece.

5. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece is made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0 to 7.0; Mo - from 2.0 to 4.0; Zr - up to 0.5; Si - from 0.15 to 0.40; Fe - up to 0.3; O - up to 0.15; H - up to 0.015; N - up to 0.05; C - up to 0.1; Ti is the rest.

6. The method according to claim 2, characterized in that the workpiece is made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0 to 7.0; Mo - from 2.0 to 4.0; Zr - up to 0.5; Si - from 0.15 to 0.40; Fe - up to 0.3; O - up to 0.15; H - up to 0.015; N - up to 0.05; C - up to 0.1; Ti is the rest.

7. The method according to claim 3, characterized in that the blade is made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0 to 7.0; Mo - from 2.0 to 4.0; Zr - up to 0.5; Si - from 0.15 to 0.40; Fe - up to 0.3; O - up to 0.15; H - up to 0.015; N - up to 0.05; C - up to 0.1; Ti is the rest.

8. The method according to claim 4, characterized in that they use a blade made of a titanium alloy containing, wt.%: Al - from 5.0 to 7.0; Mo - from 2.0 to 4.0; Zr - up to 0.5; Si - from 0.15 to 0.40; Fe - up to 0.3; O - up to 0.15; H - up to 0.015; N - up to 0.05; C - up to 0.1; Ti is the rest.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a workpiece made of a titanium alloy is used, with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm.

10. The method according to claim 7 or 8, characterized in that they use a blade with a roughness of the initial polished surface of not more than Ra 0.50 μm.