RU2566139C2 - Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels - Google Patents
Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566139C2 RU2566139C2 RU2013156640/02A RU2013156640A RU2566139C2 RU 2566139 C2 RU2566139 C2 RU 2566139C2 RU 2013156640/02 A RU2013156640/02 A RU 2013156640/02A RU 2013156640 A RU2013156640 A RU 2013156640A RU 2566139 C2 RU2566139 C2 RU 2566139C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- coating
- removal
- workpiece
- coatings
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 7
- 102220411551 c.74G>T Human genes 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 102220491117 Putative postmeiotic segregation increased 2-like protein 1_C23F_mutation Human genes 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002000 Electrolyte additive Substances 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005542 laser surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- -1 potassium tetrafluoroborate Chemical compound 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 102200110702 rs60261494 Human genes 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии электролитно-плазменного удаления защитных покрытий из полимерных материалов с поверхности деталей из легированных сталей, в частности из нержавеющих трип-сталей высокой прочности и пластичности, и может быть использовано при восстановлении особо ответственных деталей летательных аппаратов, например торсионов несущих винтов вертолетов.The invention relates to the technology of electrolyte-plasma removal of protective coatings from polymeric materials from the surface of parts made of alloy steels, in particular stainless trip steel of high strength and ductility, and can be used to restore critical parts of aircraft, for example, torsions of rotors of helicopters.
Несущий винт летательного аппарата, содержащий V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг торсионов, при этом на одном конце каждого закреплен рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и к переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанным концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, а противоположным концом вставлен в направляющие на рычаге управления углом установки лопасти [патент Р.Ф. №2033943, НЕСУЩИЙ ВИНТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. Вертолетный научно-технический комплекс им. Н.И. Камова, 1991 г.], (подобные конструкции несущего винта представлены также в патенте Р.Ф №2289530).The rotor of the aircraft, containing V-shaped torsions connected to the sleeve and through vertical hinges with adapters for fastening the blades, shrouds of composite material placed around the torsions, while at one end of each is fixed a lever for controlling the angle of installation of the blades and a spherical bearing worn on a finger mounted on the sleeve, and the other end of the casing through a vertical hinge attached to the torsion bar and to the adapter for attaching the blade, an elastic element located in the casing along the axis of the sleeve between the blade attachment adapter and the blade angle control lever, while the cut end of the elastic element is rigidly connected to the eyes of the blade adapter, and the opposite end is inserted into the guides on the blade angle control lever [R.F. No. 2033943, Aircraft rotor. Helicopter scientific and technical complex. N.I. Kamov, 1991], (similar designs of the main rotor are also presented in patent R.F. No. 2289530).
Пластинчатые торсионы несущих винтов вертолетов изготавливаются из высокопрочных легированных сталей, сочетающих высокую прочность и пластичность, обеспечиваемую их составом, режимами термической обработки и пластической деформации. Состав такой стали должен обеспечивать после закалки при комнатной температуре получение чистой аустенитной структуры. Эти стали подвергают деформации при температуре, не превышающей температуру рекристаллизации, после чего охлаждают до комнатной температуры. Например, известны стали, механические свойства которых после закалки и пластической деформации при 400-500°C со степенью 60-80% достигают в 180-200 кгс/мм2, 0,2- 140-170 кгс/мм2, =20-30% (А.П. Гуляев "Металловедение". - М.: "Металлургия", 1977 г., с.335-396).Lamellar torsions of the rotors of helicopters are made of high-strength alloy steels combining high strength and ductility provided by their composition, heat treatment and plastic deformation. The composition of such steel should provide after quenching at room temperature to obtain a pure austenitic structure. These steels are subjected to deformation at a temperature not exceeding the temperature of recrystallization, and then cooled to room temperature. For example, steels are known whose mechanical properties after quenching and plastic deformation at 400-500 ° C with a degree of 60-80% reach 180-200 kgf / mm 2 , 0.2-140-170 kgf / mm 2 , = 20- 30% (A.P. Gulyaev "Metallurgy". - M .: "Metallurgy", 1977, p.335-396).
Однако пластинчатые торсионы из легированных сталей (например, стали марки ВНС9-Ш) имеют толщину порядка 0,3 мм и качество обработки поверхностного слоя указанных деталей в значительной степени определяет их эксплуатационные свойства.However, plate torsion bars made of alloy steels (for example, VNS9-Sh steel) have a thickness of the order of 0.3 mm and the quality of processing the surface layer of these parts largely determines their operational properties.
В настоящее время для снятия полимерных покрытий производят механическими методами, что приводит к ухудшению качества поверхностного слоя (шероховатость, степень наклепа, неоднородность физико-механических свойств материала поверхностного слоя и т.п.), что, учитывая незначительную толщину пластинчатых деталей, приводит к резкому ухудшению эксплуатационных свойств деталей.Currently, for removing polymer coatings, they are produced by mechanical methods, which leads to a deterioration in the quality of the surface layer (roughness, degree of hardening, heterogeneity of the physicomechanical properties of the material of the surface layer, etc.), which, given the insignificant thickness of the plate parts, leads to a sharp deterioration of the operational properties of parts.
Известны способы снятия покрытий, основанные на использовании различных физико-механических, механических и химических эффектов.Known methods for removing coatings based on the use of various physico-mechanical, mechanical and chemical effects.
Например, известен способ механического удаления слоя неэлектропроводящего материала с поверхности металлического изделия [патент РФ №2105651, МПК B23P 11/00, СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ РЕЗИНОВОГО СЛОЯ ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ С ВЫСОКИМ КОЭФФИЦИЕНТОМ АДГЕЗИИ. Опубл. 27.02.1998]. Однако этот метод вызовет появление различного рода дефектов типа царапин и т.п., что ухудшит эксплуатационные свойства торсионов.For example, a method is known for mechanically removing a layer of non-conductive material from the surface of a metal product [RF patent No. 2105651, IPC B23P 11/00, METHOD FOR SEPARATING A RUBBER LAYER FROM A METAL BASIS WITH A HIGH ADHESION COEFFICIENT. Publ. 02/27/1998]. However, this method will cause the appearance of various kinds of defects such as scratches and the like, which will degrade the performance properties of torsion bars.
Известен также способ удаления покрытий, основанный на лазерной обработке поверхности. Традиционно защитные покрытия удаляют химическим травлением. Известен, например, раствор для травления титановых сплавов (А.С. СССР №1194907, C23F 1/26, 1983), содержащий, мас.%: хлористо-водородную кислоту 10,0-15,0; фтористый аммоний 2,0-4,0; хлористый натрий 0,05-1,0; уксуснокислый натрий 0,05-0,5; воду - остальное.There is also a known method of removing coatings based on laser surface treatment. Traditionally, protective coatings are removed by chemical etching. Known, for example, a solution for etching titanium alloys (AS USSR No. 1194907, C23F 1/26, 1983), containing, wt.%: Hydrochloric acid 10.0-15.0; ammonium fluoride 2.0-4.0; sodium chloride 0.05-1.0; sodium acetate 0.05-0.5; water - the rest.
Снятие покрытия с использованием известного раствора приводит к ухудшению качества поверхностного слоя, формируется неоднородная поверхность, и, кроме того, такой способ характеризуется невысокой скоростью удаления покрытия.Stripping using a known solution leads to a deterioration in the quality of the surface layer, an inhomogeneous surface is formed, and, moreover, this method is characterized by a low rate of coating removal.
Известен также раствор для удаления покрытий (Патент РФ №2081207, C23F 1/44, 1/26, 1997 г.), содержащий, г/л: плавиковую кислоту - 70-100; соляную кислоту - 40-80; фосфорную кислоту - 100-290; воду - остальное, а также состав для очистки поверхностей из стали и титановых сплавов от комплексных нитридных покрытий (Патент РФ №2151821, C23G 1/02, 2000 г.), содержащий, г/л: азотную кислоту - 28,0-32,0; тетрафтороборат калия - 26,0-30,0; полифосфат натрия - 0,5·10-3-1,5·10-3; воду - остальное.Also known is a solution for removing coatings (RF Patent No. 2081207, C23F 1/44, 1/26, 1997), containing, g / l: hydrofluoric acid - 70-100; hydrochloric acid - 40-80; phosphoric acid - 100-290; water - the rest, as well as a composition for cleaning surfaces of steel and titanium alloys from complex nitride coatings (RF Patent No. 2151821, C23G 1/02, 2000), containing, g / l: nitric acid - 28.0-32, 0; potassium tetrafluoroborate - 26.0-30.0; sodium polyphosphate - 0.5 · 10 -3 -1.5 · 10 -3 ; water - the rest.
Однако известные способы удаления покрытий не позволяют обработать детали из легированных сталей без значительного растравливания материала поверхностного слоя. Кроме того, известные способы используют травящие растворы, состав которых неэкологичен.However, the known methods for removing coatings do not allow the processing of parts from alloy steels without significant etching of the material of the surface layer. In addition, the known methods use etching solutions, the composition of which is not environmentally friendly.
В связи с тем, что торсионы несущих винтов вертолетов, выполненные из легированных сталей, обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжения, возникновение дефектов при снятии с них покрытий недопустимо, поскольку в процессе эксплуатации дефекты, образованные на поверхностях торсионов, приводят к их разрушению. Поэтому развитие способов снятия покрытий, позволяющих получать высококачественные поверхности торсионов при высокой экологичности и производительности процесса удаления покрытия, является весьма актуальной задачей.Due to the fact that the torsions of the rotors of the helicopters made of alloy steels are highly sensitive to voltage concentrators, the occurrence of defects during removal of coatings from them is unacceptable, since during operation defects formed on the surfaces of the torsion bars lead to their destruction. Therefore, the development of coating removal methods that allow to obtain high-quality torsion surfaces with high environmental friendliness and performance of the coating removal process is a very urgent task.
Наиболее перспективными методами обработки поверхностей деталей 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 и снятия покрытий (например, Патент ГДР (DD) №238074 (А1), МПК C25F 3/16, опубл. 06.08.86, а также Патент РБ №1132, МПК C25F 3/16, 1996, Бюл. №3).The most promising methods of surface treatment of parts are electrochemical methods (Griliches S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Influence on the properties of metals. L., Mechanical engineering, 1987), while the most interesting for the area are electrolyte-plasma processing parts and removal of coatings (for example, Patent GDR (DD) No. 238074 (A1), IPC C25F 3/16, publ. 08/08/86, as well as Patent RB No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, Bull. No. 3) .
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).A known method of processing metal surfaces, including anode processing in an electrolyte (Patent RB No. 1132, IPC C25F 3/16, 1996, Bull. No. 3), as well as a method of electrochemical processing (US Patent N 5028304, IPC B23H 3/08, C25F 3 / 16, C25F 5/00, publ. 02.07.91).
Однако известные способы электрохимической обработки не позволяют производить удаление полимерных покрытий с поверхности торсионов из легированных сталей.However, the known methods of electrochemical processing do not allow the removal of polymer coatings from the surface of torsion bars from alloy steels.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электролитно-плазменного удаления покрытий с поверхности металлической детали, 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 №2471017, МПК C23F 1/26. СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИТРИДА ТИТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ. Бюл. №36, 2012).Closest to the claimed technical solution is a method of electrolyte-plasma removal of coatings from the surface of a metal 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. 2471017, IPC C23F 1/26. METHOD FOR REMOVING COATINGS FROM TITANIUM NITRIDE FROM THE SURFACE OF PARTS FROM TITANIUM ALLOYS Bul. No. 36, 2012).
Однако известный способ (патент РФ №2471017) предназначен для снятия нитридных покрытий с поверхности титановых сплавов и не может быть применен для снятия полимерных пленок с пластинчатых торсионов из легированных сталей, без нанесения ущерба качеству торсионов. Способ-прототип (патент РФ №2471017) включает обработку детали в агрессивном травильном растворе (состава, мас.%: азотная кислота 38,5-40,5, плавиковая кислота 59,2-61,4, фениламин 0,1-0,3), причем обработку детали в указанном растворе проводят до его разрыхления без полного удаления, а после чего обработанное покрытие удаляют путем механического полирования. Указанные факторы, в том числе агрессивный электролит и необходимость механического снятия остатков пленки не позволяет использовать способ-прототип для обработки торсионов, поскольку приводит к резкому ухудшению их эксплуатационных свойств за счет образования концентраторов напряжений, ухудшения шероховатости и неполного снятия полимерной пленки или покрытия.However, the known method (RF patent No. 2471017) is designed to remove nitride coatings from the surface of titanium alloys and cannot be used to remove polymer films from plate torsion bars of alloy steels, without compromising the quality of torsion bars. The prototype method (RF patent No. 2471017) includes processing the part in an aggressive etching solution (composition, wt.%: Nitric acid 38.5-40.5, hydrofluoric acid 59.2-61.4, phenylamine 0.1-0, 3), moreover, the treatment of the part in the specified solution is carried out until it is loosened without complete removal, and then the treated coating is removed by mechanical polishing. These factors, including aggressive electrolyte and the need for mechanical removal of film residues, do not allow the use of the prototype method for processing torsions, since it leads to a sharp deterioration in their operational properties due to the formation of stress concentrators, deterioration of roughness, and incomplete removal of the polymer film or coating.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка процесса удаления полимерных пленок или покрытий, позволяющего получать высококачественные поверхности пластинчатых торсионов несущих винтов вертолетов, выполненных из пластин при высокой производительности процесса удаления полимерного покрытия с поверхности пластинчатого торсиона из легированной стали в процессе его ремонта или восстановления.The problem to which the claimed invention is directed, is to develop a process for removing polymer films or coatings, which allows to obtain high-quality surfaces of plate torsions of rotors of helicopters made of plates with high performance of the process of removing polymer coating from the surface of plate torsion from alloy steel during repair or recovery.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества удаления полимерной пленки или покрытия с поверхности пластинчатого торсиона в процессе его ремонта или восстановления за счет полного удаления полимерной пленки при одновременном полировании поверхности торсиона и снижении трудоемкости процесса обработки торсиона.The technical result of the present invention is to improve the quality of removal of the polymer film or coating from the surface of the plate torsion during the repair or restoration process by completely removing the polymer film while polishing the surface of the torsion and reducing the complexity of the torsion processing process.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе электролитно-плазменного удаления полимерных покрытий с поверхности детали из легированных сталей, 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, к обрабатываемой детали прикладывают электрический потенциал от 270 В до 300 В, а в качестве электролита используют водный раствор соли сульфата аммония концентрацией от 4 до 8 г/л, причем удаление покрытия ведут при температуре от 70°C до 90°C до полного снятия покрытия, при этом возможны следующие дополнительные варианты выполнения способа: удаление покрытия с детали ведут при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2; удаление покрытия с детали ведут с площади от 1 см до 4000 см; что в качестве детали используют пластинчатый торсион несущего винта вертолета; в состав электролита дополнительно вводят поверхностно-активные вещества в концентрации, вес.%: от 0,4 до 0,8.The problem is solved due to the fact that in the method of electrolyte-plasma removal of polymer coatings from the surface of the part from alloy steels, including immersing the part in the electrolyte, forming a vapor-gas shell around the workpiece surface and igniting the discharge between the workpiece and the electrolyte by supplying an electric part to the workpiece potential, unlike the prototype, an electric potential from 270 V to 300 V is applied to the workpiece, and using electrolyte an aqueous solution of a salt of ammonium sulfate with a concentration of from 4 to 8 g / l is removed, and the coating is removed at a temperature of 70 ° C to 90 ° C until the coating is completely removed, while the following additional process variants are possible: coating removal from the part is carried out at current from 0.2 A / dm 2 to 0.8 A / dm 2 ; removal of the coating from the part is carried out from an area of 1 cm to 4000 cm; that as a part use a plate torsion of the rotor of the helicopter; surfactants are additionally introduced into the electrolyte composition in a concentration, wt.%: from 0.4 to 0.8.
Заявляемый способ электролитно-плазменного удаления полимерного покрытия с поверхности пластинчатого торсиона в процессе его ремонта или восстановления, осуществляется следующим образом. Обрабатываемую деталь погружают в ванну с водным раствором электролита, прикладывают к изделию положительный электрический потенциал, а к электролиту - отрицательный, в результате чего достигают возникновения разряда между обрабатываемым изделием и электролитом. Процесс электролитно-плазменного удаления покрытия осуществляют при электрическом потенциале от 270 В до 300 В, а в качестве электролита используют водный раствор соли сульфата аммония концентрацией от 4 до 8 г/л, причем удаление покрытия ведут при температуре от 70°C до 90°C до полного снятия покрытия. Удаление покрытия, в зависимости от параметров детали (при площади обработки от 1 см до 4000 см) и заданной микрогеометрии поверхности ведут при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2, до полного снятия покрытия. Для повышения качества снятия покрытия в состав электролита могут быть дополнительно введены поверхностно-активные вещества в концентрации, вес.%: от 0,4 до 0,8%. Удаление полимерного покрытия ведут в среде электролита при поддержании вокруг детали парогазовой оболочки. В качестве ванны используют емкость, выполненную из материала, стойкого к воздействию электролита.The inventive method of electrolyte-plasma removal of the polymer coating from the surface of the plate torsion bar in the process of repair or restoration, is as follows. The workpiece is immersed in a bath with an aqueous solution of electrolyte, a positive electric potential is applied to the product, 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 coating removal is carried out at an electric potential from 270 V to 300 V, and an aqueous solution of ammonium sulfate salt with a concentration of 4 to 8 g / l is used as the electrolyte, and the coating is removed at a temperature of 70 ° C to 90 ° C until complete removal of the coating. The removal of the coating, depending on the parameters of the part (with a processing area of 1 cm to 4000 cm) and the specified surface microgeometry, is carried out at a current value from 0.2 A / dm 2 to 0.8 A / dm 2 until the coating is completely removed. To improve the quality of coating removal, surfactants can be added to the electrolyte composition in a concentration, wt.%: From 0.4 to 0.8%. Removal of the polymer coating is carried out in an electrolyte medium while maintaining a vapor-gas shell around the part. As a bath, a container made of a material resistant to electrolyte is used.
При осуществлении способа возникают 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 из себя 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 arises in the vapor-gas shell, which is an ionized electrolytic plasma, which ensures the flow of intensive 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 удаление покрытия с обрабатываемой поверхности деталей. Введение ПАВ уменьшает коэффициент поверхностного натяжения раствора, что улучшает состояние парогазового слоя на границе «газ-жидкость». Однако не следует создавать значительных концентраций ПАВ, поскольку это может привести к образованию нежелательных несмываемых пленок на поверхности изделия. Кроме того, увеличение концентрации ПАВ может привести к обратному эффекту, т.е. увеличению величины коэффициента поверхностного натяжения раствора. Для минимизации джоуль-ленцовых потерь электролит должен обладать достаточной электропроводимостью.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 coating is removed from the workpiece surface. The introduction of a surfactant reduces the surface tension coefficient of the solution, which improves the state of the gas-vapor layer at the gas-liquid interface. However, significant concentrations of surfactants should not be created, since this can lead to the formation of unwanted indelible films on the surface of the product. In addition, an increase in the concentration of surfactants can lead to the opposite effect, i.e. an increase in the surface tension coefficient of the solution. To minimize joule-loss, the electrolyte must have sufficient electrical conductivity.
Пример. Удаление полимерных покрытий толщинами от 20 мкм до 1000 мкм производили с поверхности пластинчатых образцов толщинами 0,2 мм, 0,3 мм, 0,5 мм. Обрабатываемые образцы погружали в ванну с водным раствором электролита и прикладывали к детали положительное, а к электролиту - отрицательное напряжение. Удаление покрытий проводили в среде электролита: водный раствор соли сульфата аммония концентрацией от 4 до 8 г/л. Кроме того, в ряде случаев в состав электролита дополнительно вводили добавки - поверхностно-активные вещества в концентрации 0,4-0,8%. При обработке проводили циркуляционное охлаждение электролита (поддерживалась средняя температура процесса в интервале 70°…90°C).Example. Removal of polymer coatings with thicknesses from 20 μm to 1000 μm was performed from the surface of plate samples with thicknesses of 0.2 mm, 0.3 mm, 0.5 mm. 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. Coatings were removed in an electrolyte medium: an aqueous solution of ammonium sulfate salt with a concentration of 4 to 8 g / l. In addition, in some cases, additives — surfactants at a concentration of 0.4–0.8%, were additionally added to the electrolyte. During processing, circulating cooling of the electrolyte was carried out (the average process temperature was maintained in the range of 70 ° ... 90 ° C).
Условия обработки по предлагаемому способу: электрический потенциал (напряжение) от 270 В до 300 В (250 В - Неудовлетворительный результат (Н.Р.); 270 В - Удовлетворительный результат (У.Р.); 280 В - У.Р.; 290 В - У.Р.; 300 В - У.Р.; 320 В - Н.Р.); электролит - водный раствор соли сульфата аммония концентрацией от 4 до 8 г/л (3 г/л - Н.Р.; 4 г/л - У.Р.; 6 г/л - У.Р.; 8 г/л - У.Р.; 10 г/л - Н.Р.; добавки в электролит - поверхностно-активные вещества в концентрации 0,4-0,8% (0,2% - Н.Р.; 0,4% - У.Р.; 0,6% - У.Р.; 0,8% - У.Р.; 1,0% - Н.Р.); величина тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2, при температуре от 70°C до 90°C (60°C - Н.Р.; 70°C - У.Р.; 80°C - У.Р.; 90°C - У.Р.; 98°C - Н.Р.), время обработки - до полного удаления полимерного покрытия и окончания процесса полирования поверхности, при площади обработки от 1 см до 4000 см.Processing conditions for the proposed method: electrical potential (voltage) from 270 V to 300 V (250 V - Unsatisfactory result (N.R.); 270 V - Satisfactory result (U.R.); 280 V - U.R .; 290 V - U.R .; 300 V - U. R .; 320 V - N.R.); electrolyte - an aqueous solution of ammonium sulfate salt with a concentration of 4 to 8 g / l (3 g / l - N.R .; 4 g / l - U.R .; 6 g / l - U.R .; 8 g / l - UR; 10 g / l - N.R .; electrolyte additives - surfactants in a concentration of 0.4-0.8% (0.2% - N.R .; 0.4% - U.R .; 0.6% - U.R .; 0.8% - U. R .; 1.0% - N.R.); current value from 0.2 A / dm 2 to 0.8 A / dm 2 , at a temperature of 70 ° C to 90 ° C (60 ° C - N.R .; 70 ° C - U. R .; 80 ° C - U. R; 90 ° C - U. R .; 98 ° C - NR), processing time - until the polymer coating is completely removed and the surface polishing process is completed, with a processing area of 1 cm to 4000 cm.
По сравнению с используемым механическим способом удаления полимерного покрытия производительность процесса по предлагаемому способу, в среднем, в 3-4 раза, а средние значения шероховатости поверхности от Ra 0,65…0,45 мкм, для предлагаемого способа улучшается до Ra 0,03…0,02 мкм.Compared to the mechanical method used to remove the polymer coating, the productivity of the process according to the proposed method is on average 3-4 times, and the average surface roughness is from Ra 0.65 ... 0.45 μm, for the proposed method it improves to Ra 0.03 ... 0.02 μm.
На чертеже показаны поверхности пластинчатых торсионов, обработанных механическим способом (a) и предлагаемым способом (b).The drawing shows the surface of the plate torsion bars machined mechanically (a) and the proposed method (b).
Использование способа электролитно-плазменного удаления полимерных покрытий с поверхности детали из легированных сталей, включающего следующие существенные признаки: 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; приложение к обрабатываемой детали электрического потенциала от 270 В до 300 В; использование в качестве электролита водного раствора соли сульфата аммония концентрацией от 4 до 8 г/л; удаление покрытия при температуре от 70°C до 90°C до полного снятия покрытия; удаление покрытия с детали при величине тока от 0,2 А/дм2 до 0,8 А/дм2; удаление покрытия с деталей с площади от 1 см2 до 4000 см2; что в качестве детали используют пластинчатый торсион несущего винта вертолета; в состав электролита дополнительно вводят поверхностно-активные вещества в концентрации, вес.%: от 0,4 до 0,8, позволяют достичь технического результата заявляемого способа - повысить качество удаления полимерной пленки или покрытия с поверхности пластинчатого торсиона в процессе его ремонта или восстановления за счет полного удаления полимерной пленки при одновременном полировании поверхности торсиона и снижении трудоемкости процесса обработки торсиона. Другими словами, предлагаемый способ позволяет качественно и при незначительной трудоемкости процесса снять с торсиона полимерное покрытие и получить торсион с полированной поверхностью.Using the method of electrolyte-plasma removal of polymer coatings from the surface of a part from alloy steels, including the following essential features: immersion of 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; application to the workpiece of electric potential from 270 V to 300 V; use as an electrolyte of an aqueous solution of ammonium sulfate salt with a concentration of from 4 to 8 g / l; coating removal at a temperature of 70 ° C to 90 ° C until complete removal of the coating; removal of the coating from the part with a current of 0.2 A / dm 2 to 0.8 A / dm 2 ; removal of coating from parts from an area of 1 cm 2 to 4000 cm 2 ; that as a part use a plate torsion of the rotor of the helicopter; surfactants are additionally introduced into the electrolyte composition in a concentration, wt.%: from 0.4 to 0.8, they allow to achieve the technical result of the proposed method - to improve the quality of removal of the polymer film or coating from the surface of the plate torsion during repair or restoration for due to the complete removal of the polymer film while polishing the surface of the torsion bar and reducing the complexity of the processing of the torsion bar. In other words, the proposed method allows qualitatively and with little laboriousness of the process to remove the polymer coating from the torsion and obtain a torsion with a polished surface.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156640/02A RU2566139C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156640/02A RU2566139C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013156640A RU2013156640A (en) | 2015-06-27 |
| RU2566139C2 true RU2566139C2 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=53497145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013156640/02A RU2566139C2 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2566139C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715397C1 (en) * | 2019-09-10 | 2020-02-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for processing edges of laminated torsion bar of helicopter rotor and device for its implementation |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113755938B (en) * | 2021-10-09 | 2022-08-26 | 哈尔滨工业大学 | Method for removing metal surface coating by using ultrasonic-assisted electrolytic plasma |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5028304A (en) * | 1988-10-21 | 1991-07-02 | Stanishevsky Vladimir K | Method of electrochemical machining of articles made of conducting materials |
| SU1719417A1 (en) * | 1989-08-04 | 1992-03-15 | Киевский научно-исследовательский институт микроприборов | Method of removing protective polymer coats |
| RU2471017C1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Removal method of coatings from titanium nitride from surface of parts from titanium alloys |
-
2013
- 2013-12-19 RU RU2013156640/02A patent/RU2566139C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5028304A (en) * | 1988-10-21 | 1991-07-02 | Stanishevsky Vladimir K | Method of electrochemical machining of articles made of conducting materials |
| SU1719417A1 (en) * | 1989-08-04 | 1992-03-15 | Киевский научно-исследовательский институт микроприборов | Method of removing protective polymer coats |
| RU2471017C1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Removal method of coatings from titanium nitride from surface of parts from titanium alloys |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715397C1 (en) * | 2019-09-10 | 2020-02-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for processing edges of laminated torsion bar of helicopter rotor and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013156640A (en) | 2015-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4541683B2 (en) | Method for partially stripping a coating film from the surface of a substrate, articles and compositions related thereto | |
| RU2373306C2 (en) | Method of multistage electrolyte-plasma polishing of products made of titanium and titanium alloys | |
| EP1169495B1 (en) | Electrochemical stripping of turbine blades | |
| EP2604725B1 (en) | Method of removing oxide film on surface of copper or copper-base alloy. | |
| JP5145083B2 (en) | Method for electrolytic polishing of titanium | |
| WO1997035052A1 (en) | An electrolytic process for cleaning electrically conducting surfaces | |
| RU2556251C1 (en) | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of laminated torsion bar of helicopter main rotor | |
| CN106894073A (en) | The surface treatment method of fatigue behavior under a kind of improvement corrosive environment | |
| JPS6156320B2 (en) | ||
| Chatterjee | Science and industry of electropolishing | |
| RU2552203C2 (en) | Method of grinding parts made from titanium alloys | |
| RU2566139C2 (en) | Method for electrolyte-plasma removal of polymer coatings from surface of part from alloyed steels | |
| US4563257A (en) | Method of electrolytically polishing a workpiece comprised of a nickel-, cobalt-, or iron-based alloy | |
| RU2467098C1 (en) | Method of plasma-electrolytic removal of coatings from titanium nitrides or those of compounds of titanium with metals | |
| CN110453261B (en) | Material surface modification method and device based on electrochemistry | |
| EP2679705B1 (en) | Electrolytic stripping | |
| KR960015549B1 (en) | Method for direct plating of iron on aluminium | |
| KR20160100343A (en) | Method for performing electropolishing treatment on aluminum material | |
| JP5613125B2 (en) | Method for producing aluminum anodic oxide film having high withstand voltage and excellent productivity | |
| RU2706263C1 (en) | Method of electrolytic-plasma polishing of articles from titanium and iron-chromium-nickel alloys | |
| RU2764042C2 (en) | Method for stripping heat-resistant coatings from metal substrate of solid alloys | |
| RU2551344C1 (en) | Method of improvement of operation characteristics of turbine machine blades out of alloyed steels | |
| RU2357019C2 (en) | Method of electrolyte-plasma treatment of details | |
| RU2746886C1 (en) | Method for electrolytic-plasma polishing of surface and rounding of edges of ttorsion plate of the main helicopter rotor | |
| RU2805723C1 (en) | Method for electrolyte-plasma removal of protective coating based on aluminum and nickel from surface of workpiece |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151220 |