RU2721238C1 - Method of applying insulation coating on electrodes-tools or appliances for electrochemical treatment - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to method of application of powder insulating coating on non-working parts of electrodes-tools and devices for electrochemical treatment of metals and alloys, in particular, for production of shaped and shaped recesses, grooves and holes. Insulating coating used is a powdered primer coated with non-working parts of a shaped electrode-tool or appliance in a coating application chamber by an electrostatic precipitation method. Further, applied layer of powdered primer is heat treated, and then electrodes-tools or appliances in heated condition are placed in sealed container, into which compressed air is supplied to pressure of 6–10 bar for polymerization.EFFECT: high resistance and quality of the insulating powder coating.3 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относиться к области машиностроения, к способу нанесения порошкового изоляционного покрытия на нерабочие части электродов-инструментов и приспособлений для электрохимической обработки металлов и сплавов, в частности для получения фасонных и профильных углублений, пазов и отверстий.The invention relates to the field of mechanical engineering, to a method for applying a powder insulating coating to non-working parts of electrodes-tools and devices for the electrochemical processing of metals and alloys, in particular to obtain shaped and shaped recesses, grooves and holes.

Нанесение изоляционного покрытия на нерабочие части электродов-инструментов, применяемых при электрохимической прошивке фасонных и профильных углублений, пазов, отверстий, требуется для формирования у обрабатываемого элемента детали вертикальных стенок. В случае отсутствия изоляции или нарушения ее целостности в процессе обработки происходит травление уже обработанной поверхности с искажением геометрических параметров элемента, данный недостаток связан с особенностью электрохимической обработки, а именно, - отсутствием локализации растворения анода (детали) катодом (электродом) в зависимости от образовавшегося в процессе обработки зазора.The application of an insulating coating on the non-working parts of the electrode-tools used in the electrochemical flashing of shaped and profile recesses, grooves, holes, is required to form vertical walls of the workpiece. In the absence of insulation or violation of its integrity during processing, the surface has already been etched with a distortion of the geometrical parameters of the element, this drawback is associated with the peculiarity of electrochemical processing, namely, the lack of localization of the dissolution of the anode (part) by the cathode (electrode), depending on the clearance processing process.

Известны способы нанесения изоляционного покрытия на изделия методом электростатического (трибостатического) осаждения мелкодисперсных частиц порошка на покрываемую деталь посредством распыления из специального покрасочного устройства (пистолета) с последующим отверждением (сушкой) (авторское свидетельство №1047528, МПК В05В 5/08, опубл. 15.10.1983, патент №2296014, МПК В05В 5/047, опубл. 27.03.2007). Недостатками данного метода является образование поверхностных дефектов в виде пористости покрытия из-за наличия естественной влажности порошка и резкого ее уменьшения при выполнении сушки, неравномерность нанесения покрытия вследствие неравномерного распределения статического заряда по поверхности детали, пузырение покрытия при увеличении толщины слоя за счет многослойного нанесения.Known methods for applying an insulating coating to products by electrostatic (tribostatic) deposition of fine powder particles on a coated part by spraying from a special paint device (gun) followed by curing (drying) (copyright certificate No. 1047528, IPC B05V 5/08, publ. 15.10. 1983, patent No. 2296014, IPC B05B 5/047, publ. 03/27/2007). The disadvantages of this method are the formation of surface defects in the form of porosity of the coating due to the presence of natural moisture of the powder and its sharp decrease during drying, uneven coating due to the uneven distribution of static charge on the surface of the part, bubbling of the coating with increasing layer thickness due to multilayer deposition.

Также известны способы нанесения изоляционного покрытия на изделия методом вибровихревого нанесения с осаждением частиц порошковой краски путем окунания нагретой детали в псевдоожиженный слой с последующим отверждением (сушкой) (авторское свидетельство №820902, МПК В05С 19/02, опубл. 15.04.1981, и авторское свидетельство №937046, МПК В05С 19/02, опубл. 23.06.1982). Недостатками данного метода является неравномерность нанесения покрытия и невозможность прогнозирования толщины наносимого покрытия на внутренние и наружные поверхности заготовки, вследствие неравномерного распределения порошка в пределах камеры, наличие в покрытии естественной влаги и воздуха после выполнения процедуры окунания, отсутствия оперативного контроля за протеканием процесса осаждения покрытия, невозможность нанесения многослойных покрытий.Also known are methods of applying an insulating coating to products by vibro-vortex deposition with the deposition of powder paint particles by dipping a heated part in a fluidized bed followed by curing (drying) (copyright certificate No. 820902, IPC V05C 19/02, publ. 04/15/1981, and copyright certificate No. 937046, IPC В05С 19/02, publ. 06.23.1982). The disadvantages of this method are the unevenness of the coating and the inability to predict the thickness of the coating on the inner and outer surfaces of the workpiece, due to the uneven distribution of powder within the chamber, the presence of natural moisture and air in the coating after the dipping procedure, the lack of operational control over the course of the deposition process, the inability applying multilayer coatings.

Наиболее близким техническим решением, является способ нанесения изоляционного покрытия на изделие, при котором изделие покрывается изоляционным покрытием, а затем под избыточным давлением производится полимеризация данного покрытия (авторское свидетельство №486025, МПК С08С 17/24, опубл. 30.09.1975). Покрытие наносится в вакуум-камере с нагревательным элементом, где изделие вначале покрывается полимерным жидким составом методом окунания в условиях вакуума, а затем производится полимеризация данного покрытия под избыточным давлением до 11 кг/см. Данное решение позволяет увеличить адгезию материала покрытия на 40% по сравнению с покрытием, нанесенным на воздухе. Основными недостатками данного решения является:The closest technical solution is the method of applying an insulating coating to the product, in which the product is coated with an insulating coating, and then the coating is polymerized under excessive pressure (copyright certificate No. 486025, IPC С08С 17/24, published on 09/30/1975). The coating is applied in a vacuum chamber with a heating element, where the product is first coated with a polymer liquid composition by dipping under vacuum, and then the coating is polymerized under an overpressure of up to 11 kg / cm. This solution allows you to increase the adhesion of the coating material by 40% compared with a coating applied in air. The main disadvantages of this solution are:

- сложность реализации, вызванная необходимостью создания камеры, обеспечивающей возможность получения и поддержания вакуума, наличие системы нагрева для полимеризации покрытия и манипулятора для недопущения поступления воздуха в камеру, возможность работы системы при избыточного давления до 11 кг/см²;- the complexity of the implementation, due to the need to create a chamber that provides the ability to obtain and maintain a vacuum, the presence of a heating system for polymerization of the coating and a manipulator to prevent air from entering the chamber, the possibility of the system working at an overpressure of up to 11 kg / cm ² ;

- нагрев всей камеры для сушки или полимеризации защитного покрытия, что приведет к полимеризации не только нанесенного на изделие покрытия, но и всего полимерного состава, находящегося в емкости для окунания детали;- heating the entire chamber for drying or polymerizing the protective coating, which will lead to the polymerization of not only the coating applied to the product, but also the entire polymer composition in the container for dipping the part;

- невозможность получения равномерного покрытия на всей сложнопрофильной поверхности электрода-инструмента из-за нанесения покрытия методом окунания;- the inability to obtain a uniform coating on the entire complex profile surface of the electrode-tool due to the coating by dipping;

- образование дефектов покрытия в виде «вскипания» вследствие ускоренного сжатия покрытия в горячем состоянии с интенсивным удалением естественной влаги и пузырьков воздуха;- formation of coating defects in the form of “boiling” due to accelerated compression of the coating in a hot state with intensive removal of natural moisture and air bubbles;

- невозможность нанесения многослойных покрытий.- the impossibility of applying multilayer coatings.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является обеспечение высокой стойкости и качества изоляционного порошкового покрытия, наносимого на нерабочие части электродов-инструментов и приспособлений.The technical result, the achievement of which this technical solution is aimed, is to ensure high durability and quality of the insulating powder coating applied to the non-working parts of the electrodes-tools and devices.

Технический результат достигается тем, что в способе нанесения изоляционного покрытия на электроды-инструменты или приспособления для электрохимической обработки, при котором изделие покрывается изоляционным покрытием, а затем под избыточным давлением производится полимеризация данного покрытия, в отличие от известного в качестве изоляционного покрытия используется порошковый праймер, которым покрываются нерабочие части профильного электрода-инструмента или приспособления в камере нанесения покрытия ручным распылителем по методу электростатического осаждения, далее выполняется термообработка нанесенного слоя порошкового праймера, затем изделие в нагретом состоянии помещается в герметичный контейнер, в который позже подается сжатый воздух до давления 6…10 бар для проведения полимеризации. При полной полимеризации покрытия, производимой под избыточным давлением, набор и сброс давления производится плавно в течение 2…3 минут, при этом на поверхность изделия последовательно может наноситься нескольких слоев порошкового праймера.The technical result is achieved by the fact that in the method of applying an insulating coating to electrodes-tools or devices for electrochemical processing, in which the product is coated with an insulating coating and then polymerization of the coating is carried out under excessive pressure, in contrast to the known primer, a powder primer is used, which covers the non-working parts of the profile electrode-tool or device in the coating chamber with a manual spray gun by the method of electrostatic deposition, then heat treatment of the applied layer of powder primer is carried out, then the product is placed in a sealed container in a heated state, which is later supplied with compressed air to a pressure of 6 ... 10 bar for polymerization. With the complete polymerization of the coating produced under excess pressure, the set and depressurization is carried out smoothly for 2 ... 3 minutes, while several layers of powder primer can be sequentially applied to the surface of the product.

Данное техническое решение поясняется рисунками, на которых изображены: фиг. 1 - общий вид установки для выполнения операции нанесения изоляционного покрытия; фиг. 2 - общий вид электрода-инструмента для электрохимической обработки «елочного» паза.This technical solution is illustrated by drawings, which depict: FIG. 1 is a general view of an apparatus for performing an insulating coating operation; FIG. 2 is a general view of an electrode tool for electrochemical processing of a “Christmas tree” groove.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Нерабочие части профильного электрода-инструмента или приспособления 1 покрываются порошковым праймером в камере нанесения покрытия 2 ручным распылителем 3 по методу электростатического (трибостатического) осаждения (фиг. 1). Равномерность нанесения покрытия на внутренние и внешние поверхности электрода достигается за счет применения сопла диаметром не более 4 мм, а также, - пониженным расходом воздуха через сопло для образования узконаправленного факела распыляемого порошка. После нанесения покрытия электрод-инструмент или приспособление помещается в печь или термошкаф 4, где происходит расплавление и частичная полимеризация порошкового покрытия. Время выдержки в печи и температура зависят от типа и марки порошкового праймера и рекомендуются его производителем. Увеличение толщины покрытия возможно за счет последовательного нанесения нескольких слоев. Для повышения прочностных характеристик изоляционного покрытия по твердости, плотности и адгезии к покрытым поверхностям изделия, после термообработки последнего нанесенного слоя порошкового праймера, изделие в нагретом состоянии с еще размягченным покрытием быстро помещается в герметичный контейнер 5, в который затем подается сжатый воздух с плавным нарастанием давления воздуха в контейнере (в течение 2-х минут) до давления 6…10 бар.The non-working parts of the profile electrode-tool or device 1 are coated with a powder primer in the coating chamber 2 with a manual spray gun 3 according to the electrostatic (tribostatic) deposition method (Fig. 1). The uniformity of the coating on the internal and external surfaces of the electrode is achieved through the use of a nozzle with a diameter of not more than 4 mm, and also, by a reduced air flow through the nozzle to form a narrowly directed spray torch of the sprayed powder. After coating, the electrode tool or device is placed in a furnace or a heating cabinet 4, where the melting and partial polymerization of the powder coating takes place. The oven time and temperature depend on the type and brand of powder primer and are recommended by its manufacturer. The increase in coating thickness is possible due to the sequential application of several layers. To increase the strength characteristics of the insulation coating in terms of hardness, density and adhesion to the coated surfaces of the product, after heat treatment of the last applied layer of powder primer, the product in a heated state with an even softened coating is quickly placed in an airtight container 5, into which compressed air is then fed with a smooth increase in pressure air in the container (within 2 minutes) to a pressure of 6 ... 10 bar.

Плавное нарастание давления воздуха в контейнере обеспечивает более равномерное уплотнение изоляционного слоя. Выдержка покрытого изделия в контейнере производится по времени полного остывания изделия до температуры окружающей среды.A smooth increase in air pressure in the container provides a more uniform compaction of the insulating layer. The exposure of the coated product in the container is made by the time the product cools completely to ambient temperature.

После остывания покрытого изделия производится плавный сброс давления воздуха из контейнера до атмосферного в течении 2…3 минут. Резкий сброс давления воздуха из контейнера приводит к уменьшению плотности покрытия и его адгезионного сцепления с покрытой поверхностью изделия.After cooling the coated product, a smooth discharge of air pressure from the container to atmospheric occurs within 2 ... 3 minutes. A sharp drop in air pressure from the container leads to a decrease in the density of the coating and its adhesion to the coated surface of the product.

Пример использования предлагаемого способа нанесения изоляционного покрытия.An example of the use of the proposed method of applying an insulating coating.

В производстве для получения «елочных» пазов в дисках турбины используется технология электрохимической прошивки «елочных» пазов по способу трепанации. При реализации этой технологии применяется полый электрод-инструмент (фиг. 2), имеющий сложнопрофильную внешнюю и внутреннюю поверхности, со сплошным наружным профилем эквидистантным профилю «елочных» пазов обрабатываемого диска. Так как глубина прохода электрода-инструмента через обод диска составляет более 100 мм, то электрод-инструмент как изнутри, так и снаружи имеет изоляционное покрытие боковых поверхностей. В качестве изоляционного покрытия используется порошковый праймер марки П-ЭП-0130 ТУ2329004-21707421-2004. Для достижения толщины покрытия в 0,20…0,25 мм праймер наносится в 3 слоя. Ранее покрытие наносилось на электрод-инструмент без использования его обжима в контейнере с избыточным давленим воздуха. Стойкость такого покрытия обеспечивала обработку в среднем 20-ти «елочных» пазов. Нанесение изоляционного покрытия по предлагаемому и выше описанному способу обеспечивает в среднем обработку 80-ти «елочных» пазов, что свидетельствует о повышении стойкости покрытия в 4 раза.In production, to obtain "Christmas tree" grooves in the turbine disks, the technology of electrochemical flashing of "Christmas tree" grooves using the trepanation method is used. When implementing this technology, a hollow electrode-tool is used (Fig. 2), which has a complex profile of external and internal surfaces, with a continuous external profile and an equidistant profile of "Christmas tree" grooves of the processed disk. Since the depth of passage of the electrode-tool through the rim of the disk is more than 100 mm, the electrode-tool both inside and out has an insulating coating on the side surfaces. As an insulating coating, a powder primer of the brand P-EP-0130 TU2329004-21707421-2004 is used. To achieve a coating thickness of 0.20 ... 0.25 mm, the primer is applied in 3 layers. Previously, a coating was applied to an electrode tool without using it in a container with excessive air pressure. The durability of such a coating provided processing of an average of 20 “Christmas tree” grooves. The application of the insulation coating according to the method proposed and described above provides an average processing of 80 “Christmas tree” grooves, which indicates a 4-fold increase in the resistance of the coating.

Таким образом, данное техническое решение, за счет повышения прочностных характеристик покрытия, его сплошности и адгезии к покрываемым поверхностям изделий, позволяет обеспечить высокую стойкость и качество изоляционного порошкового покрытия, наносимого на нерабочие части электродов-инструментов и приспособлений.Thus, this technical solution, by increasing the strength characteristics of the coating, its continuity and adhesion to the coated surfaces of the products, allows to provide high resistance and quality of the insulating powder coating applied to non-working parts of electrodes-tools and devices.

Claims (3)

1. Способ нанесения изоляционного покрытия на изделия в виде электродов-инструментов и приспособлений для электрохимической обработки, включающий покрытие поверхности изделий изоляционным покрытием, а затем под избыточным давлением проведение полимеризации данного покрытия, отличающийся тем, что в качестве изоляционного покрытия используют порошковый праймер, которым покрывают нерабочие части изделия в камере нанесения покрытия ручным распылителем по методу электростатического осаждения, далее выполняют термообработку нанесенного слоя порошкового праймера, а затем изделия в нагретом состоянии помещают в герметичный контейнер, в который подают сжатый воздух до давления 6-10 бар для проведения полимеризации.1. The method of applying an insulating coating to products in the form of electrodes-tools and devices for electrochemical processing, including coating the surface of the products with an insulating coating, and then pressurizing the polymerisation of this coating, characterized in that a powder primer is used as an insulation coating, which is coated non-working parts of the product in the coating chamber with a manual spray gun by the method of electrostatic deposition, then heat treatment of the applied layer of powder primer is carried out, and then the products are placed in a sealed container in a heated state into which compressed air is supplied to a pressure of 6-10 bar for polymerization. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при полной полимеризации покрытия, производимой под избыточным давлением, набор и сброс давления производится плавно в течение 2-3 минут.2. The method according to p. 1, characterized in that with the complete polymerization of the coating produced under excess pressure, the set and depressurization is performed smoothly for 2-3 minutes. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на поверхность изделия последовательно наносят нескольких слоев порошкового праймера.3. The method according to p. 1, characterized in that several layers of powder primer are successively applied to the surface of the product.

Images