RU2754622C1 - Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys - Google Patents
Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754622C1 RU2754622C1 RU2020124550A RU2020124550A RU2754622C1 RU 2754622 C1 RU2754622 C1 RU 2754622C1 RU 2020124550 A RU2020124550 A RU 2020124550A RU 2020124550 A RU2020124550 A RU 2020124550A RU 2754622 C1 RU2754622 C1 RU 2754622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casing
- surface treatment
- titanium alloys
- abrasive
- scale
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к области пескоструйной обработки, а именно к способам создания заданной текстуры поверхности изделий, преимущественно тонколистовых из титановых сплавов, под склеивание.The claimed technical solution relates to the field of sandblasting, namely, to methods of creating a given surface texture of products, mainly thin sheets of titanium alloys, for gluing.
Подготовка детали под склеивание включает:Preparation of a part for gluing includes:
- очистку и обезжиривание поверхностей детали, подлежащих склеиванию;- cleaning and degreasing the surfaces of the part to be glued;
- обработку поверхностей перед склеиванием.- surface treatment before gluing.
Для обработки поверхности перед склеиванием применяются физические (механические), химические и физико-химические способы.Physical (mechanical), chemical and physicochemical methods are used for surface treatment before bonding.
Физический (механический) способ обработки поверхностей детали представляет собой абразивную обработку струйными методами или зачистку поверхностей шлифовальными шкурками. Данный способ применяется для подготовки поверхностей металлов, стеклопластиков, композиционных материалов. При этом струйные методы применяются для деталей из титановых сплавов толщиной не менее 3 мм с использованием электрокорунда, кварцевого песка или карбида кремния. Если толщина детали менее 3 мм, то после обработки она будет иметь значительные коробления. При абразивной обработке струйным методом важную роль имеют размеры и форма частиц абразивного материала, а также параметры процесса - давление сжатого воздуха, диаметр сопла, угол наклона сопла и расстояние его к обрабатываемой поверхности.The physical (mechanical) method of surface treatment of a part is abrasive blasting or surface cleaning with abrasive paper. This method is used to prepare surfaces of metals, fiberglass, composite materials. In this case, jet methods are used for parts made of titanium alloys with a thickness of at least 3 mm using electrocorundum, quartz sand or silicon carbide. If the thickness of the part is less than 3 mm, then after processing it will have significant warpage. In abrasive blasting, an important role is played by the size and shape of the abrasive particles, as well as the process parameters - compressed air pressure, nozzle diameter, nozzle tilt angle and distance to the treated surface.
При химическом способе обработки поверхностей деталей из титановых сплавов без ограничения их толщины применяются растворы, в состав которых входят серная, азотная, соляная или фосфорная кислоты. При взаимодействии с химическими реагентами на поверхности детали происходит стравливание металла, возможны неравномерность шероховатости и местные растравы. При некоторой положительности химического способа (механизированный процесс) необходимо наличие изолированных, с приточно-вытяжной вентиляцией, производственных участков, складских помещений для хранения химических веществ, рабочих мест для приготовления ванн с кислотными и щелочными растворами и их контроля, а также емкостей для нейтрализации использованных растворов.In the chemical method of surface treatment of parts made of titanium alloys, without limiting their thickness, solutions are used, which include sulfuric, nitric, hydrochloric or phosphoric acids. When interacting with chemical reagents, metal is etched on the surface of the part, uneven roughness and local rashes are possible. With some positiveness of the chemical method (mechanized process), it is necessary to have isolated production areas with supply and exhaust ventilation, storage areas for storing chemicals, workplaces for preparing baths with acid and alkaline solutions and their control, as well as containers for neutralizing used solutions ...
Физико-химический способ обработки поверхностей детали перед склеиванием состоит из комбинации методов физического (механического) способа и химического (Петрова А.П. Клеящие материалы. Справочник. Москва «Каучук и резина», 2002, с. 128-141).The physicochemical method of surface treatment of a part before gluing consists of a combination of physical (mechanical) and chemical methods (Petrova A.P. Adhesive materials. Reference book. Moscow "Rubber and Rubber", 2002, pp. 128-141).
Способ подготовки поверхностей может быть определяющим для обеспечения высокого качества склеивания. Особенно это проявляется при склеивании крупногабаритных, имеющих коробчатую форму, деталей из тонколистовых титановых сплавов, прошедших длительную термическую обработку для снятия внутренних напряжений и обеспечения размеров после «холодного» формообразования. Некачественная подготовка поверхности под склеивание приводит к понижению адгезии (сцеплению приведенных в контакт разнородных тел) и, как правило, к разрушению клеевого соединения. Способ подготовки поверхности должен обеспечивать как максимально возможную прочность клеевого соединения, так и его работоспособность в условиях эксплуатации. Подготовка под склеивание изменяет поверхность субстрата (детали), делая ее более активной при контакте с клеем.The method of surface preparation can be decisive for ensuring high quality bonding. This is especially evident when gluing large, box-shaped parts made of thin-sheet titanium alloys that have undergone long-term heat treatment to relieve internal stresses and ensure dimensions after "cold" shaping. Poor surface preparation for gluing leads to a decrease in adhesion (adhesion of dissimilar bodies brought into contact) and, as a rule, to the destruction of the adhesive bond. The method of surface preparation should ensure both the maximum possible strength of the adhesive bond and its performance under operating conditions. Bonding preparation changes the surface of the substrate (part), making it more active in contact with the adhesive.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту US 8252130 (заявитель MITSUBISHI HEAVY IND LTD [JP]; МПК B24C 11/00, B64C 1/00, C23C 8/12, C23C 8/36, C23C 8/80; приоритет WO 2005 JP 02346 от 16.02.2005), согласно которому поверхности элементов из титанового сплава аэрокосмического оборудования для получения высокой износостойкости, смазывающей способности и высокой усталостной прочности придаются насыщению (диффузии) кислородосодержащим газом с последующей бомбардировкой воздушным потоком, содержащим частицы. Данный способ не предназначен для удаления слоя окислов и хрупкого кислородонасыщенного слоя с поверхности титанового сплава, а преобразует их. При бомбардировке воздушным потоком с содержанием частиц окисные слои могут оставаться на поверхности или внедряться в металл, что недопустимо для склеиваемой поверхности.From the prior art, a technical solution is known according to patent US 8252130 (applicant MITSUBISHI HEAVY IND LTD [JP]; IPC
Известен способ обработки поверхности пластин (патент US 6269669; заявители NISSHIN SPINNING [JP], МАСОНО СО LTD [JP]; МПК В24С 1/06, В24С 11/00, В24СЗ/12, В24С 9/00, С23С 22/07, С23С 22/78, F16D 65/092; приоритет JP 19980092866 от 06.04.1998), оригинальность которого состоит в том, что подготовка поверхности пластины для склеивания производится взрывной суспензией, содержащей частицы из нержавеющей стали или титана через воздух под высоким давлением. Пластины установлены на конвейере с магнитами для улавливания ржавчины, стальных окислов из суспензии. Подача суспензии производится через сопла, установленные вдоль конвейера под различными углами для последовательной обработки поверхностей пластин при движении конвейера по маршруту циркуляции. Данный способ может эффективно быть использован в массовом производстве.A known method of processing the surface of the plates (US patent 6269669; applicants NISSHIN SPINNING [JP], MASONO CO LTD [JP]; IPC В24С 1/06, В24С 11/00, В24СЗ / 12, В24С 9/00, С23С 22/07, С23С 22/78, F16D 65/092; priority JP 19980092866 dated 06.04.1998), the originality of which lies in the fact that the surface of the gluing plate is prepared with an explosive suspension containing stainless steel or titanium particles through high pressure air. The plates are mounted on a conveyor with magnets to trap rust and steel oxides from the slurry. The suspension is fed through nozzles installed along the conveyor at various angles for sequential processing of the surfaces of the plates when the conveyor moves along the circulation route. This method can be effectively used in mass production.
Способами обработки поверхности металлов, в частности струйно-абразивной очисткой поверхности изделий из титановых сплавов, активно занимается ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСТА» (Российская Федерация). Среди патентов, принадлежащих данному заявителю, можно выделить ряд относящихся к области пескоструйной (струйно-абразивной) обработки металлов, а именно к способам создания заданной текстуры поверхности изделий из титановых сплавов.OJSC VSMPO-AVISTA Corporation (Russian Federation) is actively involved in methods of metal surface treatment, in particular, abrasive jet cleaning of the surface of titanium alloy products. Among the patents belonging to this applicant, a number of those related to the field of sandblasting (jet-abrasive) processing of metals can be distinguished, namely, to methods of creating a given surface texture for products from titanium alloys.
Так, согласно патенту RU 2174461 (МПК В24С 1/00, В24С 11/00; заявка от 03.05.2000), заявленное техническое решение относится к струйно-абразивной обработке поверхности литых полуфабрикатов и используется в металлургии для получения высокочистой (без окалины, шлака, окисных пленок на поверхности) лигатуры, применяемой при выплавке слитков титановых сплавов. Удаление окалины, шлака, окислов с поверхности титановой лигатуры производится струйно-абразивной обработкой путем воздействия на обрабатываемую поверхность водовоздушной смеси (пульпы) с мелкодисперсными частицами отходов плавильного производства размером порядка 200 мкм при давлении 0,315-0,750 МПа (3,15-7,5 атм.). После очистки полуфабрикаты (лигатурные слитки) моются водой и сушатся потоком теплого сжатого воздуха.So, according to the patent RU 2174461 (IPC
В патенте RU 2381096 этого же заявителя (МПК В24С 1/00, В24С 11/00; заявка от 22.04.2008) заявлен способ очистки струйно-абразивной обработкой поверхности изделий из титановых сплавов. При данном способе образованные на изделиях из титановых сплавов после термической обработки окалина, окислы удаляются частицами гидроабразивной суспензии в струе сжатого воздуха. Способ обеспечивает удаление окисных пленок, окалины с пористой поверхности литых деталей, требуемую шероховатость, размеры, снижает трудоемкость. При струйно-абразивной обработке поверхности изделий (длина до 5000 мм, сечение (15-30) × 40 мм) гидроабразивная суспензия с частицами абразива размером 50-80 мкм подается струей сжатого газа (воздуха) давлением 3,0-3,5 бар через сверхзвуковое сопло, обрабатываемое изделие линейно перемещается с заданной скоростью. Всесторонняя обработка поверхности производится поворачиванием (кручением) изделия вдоль продольной оси с углом атаки 60-90° сопла к обрабатываемой поверхности.In patent RU 2381096 of the same applicant (IPC
Указанные эффективные в металлургии способы удаления окалины, оксидной пленки или дефектного поверхностного слоя металла с поверхности изделий и полуфабрикатов из титановых сплавов путем воздействия на обрабатываемую поверхность водовоздушной смеси (пульпы) с частицами абразива уступают применяемому в машиностроении способу обработки поверхностей частицами электрокорунда в струе сжатого воздуха, при котором:The indicated methods, effective in metallurgy, for removing scale, oxide film or a defective surface layer of metal from the surface of articles and semi-finished products made of titanium alloys by acting on the treated surface with an air-water mixture (slurry) with abrasive particles are inferior to the method used in mechanical engineering for treating surfaces with electrocorundum particles in a jet of compressed air, in which:
- используется многоразовый электрокорунд в отличие от водовоздушной смеси (пульпа) разового применения с необходимостью фильтрации и утилизации отходов;- reusable electrocorundum is used, in contrast to a water-air mixture (pulp) of a single use with the need for filtration and waste disposal;
- нет необходимости в сверхзвуковом сопле для подачи гидроабразивной суспензии струей сжатого воздуха с высоким давлением;- there is no need for a supersonic nozzle for supplying hydroabrasive suspension with a jet of compressed air at high pressure;
- исключается необходимость в дорогостоящем оборудовании. Прототипом авторами заявляемого технического решения был выбран способ обработки поверхности изделий по патенту RU 2152865 (МПК В24С 1/00; заявка от 10.02.1999). Задачей способа является улучшение качества и внешнего вида поверхности изделий из листовых, толщиной 0,3-5 мм, титановых сплавов, повышения технологичности полуфабрикатов при последующей его обработке. По технической сущности указанный способ наиболее близок к заявляемому авторами техническому решению.- the need for expensive equipment is eliminated. The prototype by the authors of the proposed technical solution was the method of surface treatment of products according to patent RU 2152865 (IPC
В результате горячей прокатки или термической обработки на поверхности листа из титанового сплава образуются слои окалины, окисные пленки, участки повышенной твердости, которые подлежат удалению. Задача решена тем, что указанным способом проводится очистка поверхности от окалины и окисных пленок с одновременным удалением дефектного поверхностного слоя металла струйно-абразивной обработкой (механический способ) и выполняется финишная (окончательная) операция травления или осветления (химический способ) с получением текстуры (характер строений твердого вещества, расположение его составных частей) поверхности произвольного типа с величиной шероховатости Ra = 0,5-5,5 мкм. Струйно-абразивная обработка производится водовоздушной смесью, наполненной мелкодисперсными частицами, смесь разгоняется потоком сжатого воздуха. Операция травления (осветления) выполняется в растворе кислот. Величина шероховатости поверхности обеспечивается размерами и твердостью частиц и давлением сжатого воздуха. Скоростью встречи частиц с обрабатываемой поверхностью обеспечивается произвольный (песочный) тип текстуры.As a result of hot rolling or heat treatment, scale layers, oxide films, and areas of increased hardness are formed on the surface of a titanium alloy sheet, which must be removed. The problem is solved by the fact that in this way the surface is cleaned from scale and oxide films with simultaneous removal of the defective surface layer of the metal by jet-abrasive treatment (mechanical method) and the finishing (final) operation of etching or brightening (chemical method) is performed to obtain texture (nature of structures of a solid, the location of its constituent parts) of a surface of an arbitrary type with a roughness value of R a = 0.5-5.5 microns. Abrasive blasting is carried out with a water-air mixture filled with fine particles, the mixture is accelerated by a stream of compressed air. The etching (clarification) operation is performed in an acid solution. The surface roughness is provided by the size and hardness of the particles and the pressure of the compressed air. An arbitrary (sandy) type of texture is provided by the speed of meeting of particles with the processed surface.
При достигаемой эффективности обработки поверхности листовых титановых сплавов авторы предлагаемого способа считают, что:With the achieved efficiency of surface treatment of sheet titanium alloys, the authors of the proposed method believe that:
- двухстадийная обработка поверхности (механический + химический способ) требует наличия отдельных производственных участков с дополнительными затратами, повышающими трудоемкость;- two-stage surface treatment (mechanical + chemical method) requires separate production areas with additional costs that increase labor intensity;
- при финишной операции (травление или осветление) возможны неравномерность шероховатости, растравы поверхности;- during the finishing operation (etching or lightening), uneven roughness, surface rashes are possible;
-значительное, за один проход водовоздушной смеси, утонение листа (50 мкм при толщине листа 2,5 мм и 30 мкм при обработке тонкого листа), травление при финишной обработке дополнительно увеличит утонение листа;-significant, in one pass of the water-air mixture, thinning of the sheet (50 microns with a sheet thickness of 2.5 mm and 30 microns when processing a thin sheet), etching during finishing will additionally increase the thinning of the sheet;
- проблематично при использовании отходов производства в качестве наполнителя водовоздушной смеси обеспечить повторяемость и однородность микрорельефа и текстуры поверхности листа;- it is problematic to ensure the repeatability and uniformity of the microrelief and texture of the sheet surface when using production waste as a filler for a water-air mixture;
- значительный разбег величин шероховатости (Ra от 0,5 мкм до 5,5 мкм) требует постоянную регулировку и контроль технологического процесса (замена мелкодисперсных частиц, обеспечение необходимой скорости частиц), отсутствие коробления листов толщиной 0,3 мм обеспечено использованием мягких частиц при обдувке (твердость по шкале Мооса 1-2 - это тальк (1) или гипс (2)).- a significant run in the roughness values (R a from 0.5 μm to 5.5 μm) requires constant adjustment and control of the technological process (replacement of fine particles, ensuring the required particle speed), the absence of warpage of 0.3 mm thick sheets is ensured by using soft particles at blowing (hardness on the Mohs scale 1-2 is talc (1) or gypsum (2)).
Перед авторами заявляемого технического решения стояла задача по созданию способа удаления окалины или оксидной пленки с одновременным удалением дефектного поверхностного слоя металла с поверхности отожженных крупногабаритных деталей, имеющих сложную конфигурацию и выполненных из тонколистового титанового сплава, и получения при этом по всей площади деталей необходимой шероховатости и равномерности поверхности без ее коробления, которые влияют на параметр, определяющий качество клеевого соединения, - смачиваемость субстрата клеем, т.е. способность клея растекаться по поверхности субстрата.The authors of the proposed technical solution were faced with the task of creating a method for removing scale or oxide film with the simultaneous removal of a defective surface layer of metal from the surface of annealed large-sized parts with a complex configuration and made of thin-sheet titanium alloy, and at the same time obtaining the necessary roughness and uniformity over the entire area surfaces without warping, which affect the parameter that determines the quality of the adhesive bond - the wettability of the substrate with the adhesive, i.e. the ability of the glue to spread over the surface of the substrate.
В результате авторами был получен эффективный, малозатратный, экологически чистый способ удаления окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла с поверхности крупногабаритных тонколистовых титановых деталей, исключающий коробление при подготовке их к склеиванию.As a result, the authors have obtained an effective, low-cost, environmentally friendly method for removing scale or oxide film and a defective surface layer of metal from the surface of large-sized thin-sheet titanium parts, eliminating warpage when preparing them for bonding.
Заявляемый технический результат достигается тем, что способ обработка поверхности плоских деталей из сплавов титана, включающий операцию очистки поверхности от окалины или оксидной пленки с одновременным удалением дефектного поверхностного слоя металла, выполняется методом струйно-абразивной обработки поверхности мелкодисперсными частицами. При этом плоскую деталь жестко закрепляют по внутренней или наружной поверхности с помощью формообразующей оснастки, после чего производят струйно-абразивную обработку соответственно наружной или внутренней поверхности детали электрокорундом с размерами частиц 90-100 мкм при давлении воздуха 2,0-2,5 бар. Обработке подвергаются поверхности плоских тонколистовых крупногабаритных деталей толщиной 0,4-0,5 мм.The claimed technical result is achieved by the fact that the method of surface treatment of flat parts made of titanium alloys, including the operation of cleaning the surface from scale or oxide film with simultaneous removal of the defective surface layer of the metal, is performed by the method of jet-abrasive surface treatment with fine particles. In this case, the flat part is rigidly fixed along the inner or outer surface using a shaping tooling, after which the outer or inner surface of the part is blast-treated with alumina with a particle size of 90-100 microns at an air pressure of 2.0-2.5 bar. Surfaces of flat thin-sheet large-sized parts with a thickness of 0.4-0.5 mm are subjected to processing.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by drawings:
фиг. 1 - кожух звукопроницаемый перфорированный;fig. 1 - sound-permeable perforated casing;
фиг. 2 - сопрягаемость поверхностей кожуха с поверхностями коробов;fig. 2 - conjugation of the surfaces of the casing with the surfaces of the boxes;
фиг. 3 - крепление кожуха в коробе для обдувки наружной поверхности;fig. 3 - fastening the casing in the box for blowing the outer surface;
фиг. 4 - крепление кожуха в коробе для обдувки внутренней поверхности.fig. 4 - fastening the casing in the box for blowing the inner surface.
Заявляемый способ обработки поверхности плоских деталей из сплавов титана рассмотрен на примере звукопроницаемого перфорированного кожуха 1 (см. фиг. 1), входящего в состав звукопоглощающих конструкций (ЗПК) авиадвигателей разработки ГП «Ивченко-Прогресс». Упомянутые ЗПК представляют собой многослойные крупногабаритные клееные конструкции, имеющие сложный газодинамический профиль трактовой поверхности второго контура турбореактивного двухконтурного двигателя (ТРДД).The inventive method of surface treatment of flat parts made of titanium alloys is considered on the example of a sound-permeable perforated casing 1 (see Fig. 1), which is part of the sound-absorbing structures (ZPK) of aircraft engines developed by the State Enterprise "Ivchenko-Progress". The mentioned ZPK are multilayer large-sized glued structures with a complex gas-dynamic profile of the tract surface of the second circuit of a turbojet by-pass engine (TJE).
Кожух 1 изготавливается по математической модели из плоского тонколистового (толщина листа h = 0,4-0,5 мм) пластичного эрозионно-коррозионностойкого титанового сплава ОТ4-0 с предварительно выполненной перфорацией 2, отверстиями 3 и 4 для выштамповок 5 и 6 соответственно, а также вырезанными прямоугольными углами «холодной» (температура окружающей среды) штамповкой в штампе. После чего формовкой на стапеле кожух 1 (см. фиг. 1, разрезы А-А и Б-Б) приобретает коробчатую форму с конической или двойной кривизны поверхностью - длина по хорде а = 700-1450 мм, ширина b = 130-520 мм, высота с = 20-25 мм. Кожух 1 содержит конструктивные элементы в виде отверстий 3, 4 с выштамповками 5, 6, выполненными вовнутрь кожуха 1 под углом α=120°, a также четырех вертикальных пазов 7, выполненных по углам кожуха 1, размер которых составляет I = 2,5-4,0 мм.The
Для снятия внутренних напряжений и обеспечения формы и размеров кожух 1, закрепленный в штампе, проходит термическую обработку. В процессе длительного нагрева в атмосфере воздуха на поверхности кожуха 1 происходит образование окалины или оксидной пленки и диффузия кислорода вглубь металла. При этом под окалиной образуется дефектный хрупкий газонасыщенный (альфированный) слой металла, который снижает пластичность и работоспособность детали, в частности кожуха 1. Глубина дефектного слоя зависит от температуры и времени нагрева детали, химического и фазового состава сплава, из которого изготовлена деталь. При термообработке, в частности температурном режиме 560-640°С и времени нагрева 4-6 часов в закрытом штампе, на поверхностях тонколистового кожуха 1 из ОТ4-0 образуется окалина или оксидная пленка, увеличивающая толщину листа на 5-7 мкм, и дефектный поверхностный слой металла глубиной до 20 мкм.To relieve internal stresses and ensure the shape and dimensions, the
Удаление окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла с поверхностей жестко закрепленного в оснастке оттоженного кожуха 1 производится одновременно механизированным способом в виде абразивной обработки струйным методом, при котором рабочим телом является электрокорунд.The removal of scale or oxide film and a defective surface layer of metal from the surfaces of an annealed
На фиг. 2 показана сопрягаемость поверхностей кожуха 1 с поверхностями стеклопластиковых коробов 8 и 9. Короба 8 и 9 представляют собой формообразующую оснастку и предназначены для крепления кожуха 1 при абразивной обработке и подготовке его поверхностей к склеиванию.FIG. 2 shows the conjugation of the surfaces of the
Кожух 8 повторяет форму кожуха 1 и имеет длину и ширину на 0,6-1,0 мм меньше габаритных размеров кожуха 1 для обеспечения по периметру зазора 8а размером s = 0,3-0,5 мм между внутренней стенкой кожуха 1 и наружной стенкой короба 8. Короб 8 содержит конструктивные элементы в виде отверстий 10 с выштамповками 11, выполненными вовнутрь короба 8 под углом α = 120°, а также отверстие 12 соосное с отверстием 4 в коробе 1. При этом отверстия 10 с выштамповками 11 в коробе 8 соосны и совпадают с отверстиями 3 и выштамповками 5 в кожухе 1, а отверстие 12 имеет диаметр, равный диаметру выштамповки 6 в кожухе 1.The
Кожух 9 также повторяет форму кожуха 1, но габаритные размеры короба 9 на 0,6-1,0 мм больше габаритных размеров кожуха 1, что обеспечивает по периметру зазор 9а размером s = 0,3-0,5 мм между внутренней стенкой короба 9 и наружной стенкой кожуха 1. Короб 9 содержит конструктивные элементы в виде отверстий 13 с выштамповками 14, выполненными вовнутрь короба 9 под углом α = 120°, которые соосны и совпадают с отверстиями 3 и выштамповками 5 в кожухе 1.The
На фиг. 3 и 4 показаны установка и механическое крепление кожуха 1 в коробах 8 и 9 соответственно для удаления окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла абразивной обработкой струйным методом - обдувкой электрокорундом с размером частиц 90-100 мкм в струе сжатого воздуха давлением 2,0-2,5 бар последовательно с наружной (см. фиг. 3), а затем с внутренней (см. фиг. 4) поверхности кожуха 1.FIG. 3 and 4 show the installation and mechanical fastening of the
Таким образом, короба 8 и 9 представляют собой формообразующую оснастку, повторяющую противолежащую поверхность от обрабатываемой поверхности детали.Thus, the
Для обработки наружной поверхности кожуха 1 (см. фиг. 3) его устанавливают на выштамповки 5 и 6 в короб 8 через соосные с выштамповками 5 кожуха 1 выштамповки 11 и отверстия 10 короба 8, а также соосное с выштамповкой 6 отверстие 12. Свободная установка кожуха 1 в коробе 8 обеспечивается зазором s = 0,3-0,5 мм по периметру между внутренней стенкой кожуха 1 и наружной стенкой короба 8. При этом кожух 1 жестко закреплен в коробе 8 винтовым соединением 15 через отверстия 10 в коробе 8 и соосные с ними отверстия 3 выштамповок 5 в кожухе 1.To process the outer surface of the casing 1 (see Fig. 3), it is installed on
После обдувки электрокорундом наружной поверхности кожуха 1 производят обдувку его внутренней поверхности (см. фиг. 4). Для обработки внутренней поверхности кожух 1 зафиксирован по выштамповкам 5 и жестко закреплен в коробе 9 винтовым соединением 16 через отверстия 3 в кожухе 1 и соосными с ними отверстия 10 в коробе 9. При этом свободная установка кожуха 1 в коробе 9 обеспечивается зазором s = 0,3-0,5 мм по периметру между внутренней стенкой короба 9 и наружной стенкой кожуха 1.After blowing alumina on the outer surface of the
Удаление окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла с поверхностей жестко закрепленного в формообразующей оснастке оттоженного кожуха 1 и подготовка его поверхностей под склеивание производится двумя этапами:Removal of scale or oxide film and a defective surface layer of metal from the surfaces of an annealed
1. общая очистка и обезжиривание;1. general cleaning and degreasing;
2. непосредственно перед склеиванием обработка поверхностей, подлежащих склеиванию.2. Immediately before bonding, processing of the surfaces to be bonded.
Очистка и обезжиривание поверхностей детали, в частности кожуха 1, производится известными способами - водными растворами моющих средств или щелочными препаратами с последующей промывкой в проточной воде до нейтральной реакции промывной воды и сушкой на воздухе или обдувкой чистым сухим сжатым воздухом.Cleaning and degreasing the surfaces of the part, in particular the
Для обработки поверхности плоских листовых толщиной 0,4-0,5 мм деталей из сплавов титана, в частности тонколистового крупногабаритного коробчатой формы кожуха 1 из титанового сплава ОТ4-0, прошедшего после формообразования отжиг при температуре 560-640°С с образованием на поверхности окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла, с обеспечением необходимых характеристик клеевых соединений предложен метод струйно-абразивной обработки мелкодисперсными частицами. Обработка производится электрокорундом с размером частиц 90-100 мкм в струе сжатого воздуха давлением 2,0-2,5 бар поочередно с наружной, затем с внутренней поверхности жестко закрепленной в формообразующей оснастке тонколистовой детали, в частности кожуха 1, через сопло диаметром 14-15 мм на расстоянии 140-145 мм и под углом 40-45° к поверхности обрабатываемой детали (кожуха 1). Сопло перемещается возвратно-поступательным движением вдоль обрабатываемой поверхности закрепленной в механизированной камере детали (кожуха 1). После обработки кожух 1 до склеивания хранится в герметичном чехле из полиэтиленовой пленки, исключается окисление поверхности кислородом воздуха.For surface treatment of flat sheet 0.4-0.5 mm thick parts made of titanium alloys, in particular, a large-sized thin-sheet box-shaped
В результате проведенных на предприятии заявителя исследований достигнута техническая, экономическая и экологическая эффективность использования струйной обработки электрокорундом с применением формообразующей оснастки при удалении окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла с поверхности отожженных при температуре 560-640°С в течение 4-6 часов тонколистовых кожухов 1 из титанового сплава ОТ4-0, получена необходимая шероховатость, равномерность поверхности, обеспечен уровень прочности клеевых соединений:As a result of the research carried out at the applicant's enterprise, the technical, economic and environmental efficiency of the use of blasting with electrocorundum with the use of shaping tooling when removing scale or oxide film and a defective surface layer of metal from the surface of thin sheets annealed at a temperature of 560-640 ° C for 4-6 hours has been achieved. of
- применение формообразующей оснастки (коробов 8, 9) при последовательной (вначале наружная, затем внутренняя поверхность кожуха 1) струйно-абразивной обработке исключает коробление кожуха 1;- the use of shaping equipment (
- утонение листа из ОТ4-0 после струйной обработки электрокорундом с размерами частиц 90-100 мкм при давлении воздуха 2,0-2,5 бар составляет 17-20 мкм с полным удалением с поверхности окалины или оксидной пленки и дефектного поверхностного слоя металла;- Thinning of a sheet made of OT4-0 after blasting with electrocorundum with a particle size of 90-100 microns at an air pressure of 2.0-2.5 bar is 17-20 microns with complete removal of scale or oxide film and a defective surface layer of metal from the surface;
- производительность обработки составила 18-20 мин одного метра квадратного поверхности;- processing productivity was 18-20 minutes per square meter;
- исключаются работы с вредными условиями труда, обеспечивается охрана окружающей среды.- work with harmful working conditions is excluded, environmental protection is ensured.
На предприятии ГП «Ивченко-Прогресс» по предложенному способу подготовлены поверхности кожухов для ЗПК двух типоразмеров, предназначенные для двигателей Д-436-148ФМ и Д-18Т серии ЗМ. Проведена проверка качества изготовления - коробления отсутствуют. Клеевое соединение в ЗПК с подготовленными к склеиванию поверхностями «кожух + заполнитель из полимерного композита» соответствует требованиям конструкторской документации.At the enterprise SE "Ivchenko-Progress" according to the proposed method, the surfaces of casings for ZPK of two standard sizes, intended for engines D-436-148FM and D-18T of the ZM series, were prepared. Manufacturing quality control has been carried out - no warpage. The glue joint in the ZPK with the surfaces "casing + polymer composite filler" prepared for gluing complies with the requirements of the design documentation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124550A RU2754622C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124550A RU2754622C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2754622C1 true RU2754622C1 (en) | 2021-09-06 |
Family
ID=77670153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124550A RU2754622C1 (en) | 2020-07-14 | 2020-07-14 | Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2754622C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363603A (en) * | 1992-06-22 | 1994-11-15 | Alliant Techsystems, Inc. | Abrasive fluid jet cutting compositon and method |
| RU2381096C2 (en) * | 2008-04-22 | 2010-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method of cleaning by vapor blasting of products surfaces from titanium alloys |
| RU2400347C2 (en) * | 2006-04-03 | 2010-09-27 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Procedure for hardening metal component and structure element with metal component made by this procedure |
| RU2449878C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of machining |
-
2020
- 2020-07-14 RU RU2020124550A patent/RU2754622C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363603A (en) * | 1992-06-22 | 1994-11-15 | Alliant Techsystems, Inc. | Abrasive fluid jet cutting compositon and method |
| RU2400347C2 (en) * | 2006-04-03 | 2010-09-27 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Procedure for hardening metal component and structure element with metal component made by this procedure |
| RU2381096C2 (en) * | 2008-04-22 | 2010-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method of cleaning by vapor blasting of products surfaces from titanium alloys |
| RU2449878C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of machining |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105386112B (en) | Surface treatment method, phone housing and the mobile phone of Al-alloy parts | |
| KR101430593B1 (en) | Method for producing highly mechanically demanded pieces and specially tools from low cost ceramics or polymers | |
| KR20180125525A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING HOT-ROLLED CLAD COMPOSITE MATERIAL, PLATE STACK, HOT-ROLLED CLAD COMPOSITE MATERIAL AND USE THEREOF | |
| CN111421236A (en) | Micro-texture self-lubricating ball joint with ceramic coating and preparation method thereof | |
| RU2754622C1 (en) | Method for surface treatment of flat parts from titanium alloys | |
| CN106929778A (en) | Nanolizing method for metal material surface based on supersonic microparticle bombardment and Hao Ke energy | |
| CN114643462A (en) | Titanium alloy/stainless steel composite board and preparation method thereof | |
| JP7480323B2 (en) | METAL ALLOY SURFACE MODIFICATION METHOD AND RELATED METAL ALLOY PRODUCTS HAVING IMPROVED BOND DURABILITY - Patent application | |
| RU2205897C1 (en) | Coating method | |
| CN112975286A (en) | Friction stir welding/superplastic forming method for magnesium alloy and aluminum alloy multilayer structure | |
| UA135894U (en) | METHOD OF SURFACE TREATMENT OF FLAT PARTS FROM TITANIUM ALLOYS | |
| JP2010144224A (en) | Modification treatment method for metal film, and aluminum base alloy laminated body | |
| RU2381096C2 (en) | Method of cleaning by vapor blasting of products surfaces from titanium alloys | |
| JP2642556B2 (en) | Thermal spray coating formation method | |
| CN115233144A (en) | Mechanical laser interactive polishing strengthening method for spraying-state ceramic coating | |
| CN212286309U (en) | Micro-texture self-lubricating ball joint with ceramic coating | |
| CN110560887B (en) | Method for laser shock forming laminated composite material and application thereof | |
| JP2005089826A (en) | Composite structure production device | |
| CN205497134U (en) | Novel grinding of engineering ceramic material device | |
| Prakash et al. | Laser Microtexturing of NiCrAlY Coated Nickel-based Superalloy for Improved Adhesion Bond Strength. | |
| JPS58199855A (en) | Surface treatment of tuyere | |
| CN114310161B (en) | Preparation method of light alloy three-dimensional lattice sandwich structure based on high surface quality | |
| CN114262830A (en) | Powder for laser 3D printing of light high-strength magnesium alloy and preparation method thereof | |
| RU2013163C1 (en) | Method for extrusion of workpieces from sheet materials | |
| RU2132402C1 (en) | Process of surface preparation for plasma coating |