ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЕ ПОЛИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ И НИОБИЕВЫХ СПЛАВОВ


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219

Полный текст:


Аннотация

Титановые и ниобиевые сплавы широко применяются в настоящее время в самолетостроении, атомной энергетике, СВЧ-технике, космической и ультразвуковой технике, а также при производстве изделий медицинского назначения. В большинстве случаев технология изготовления таких изделий предусматривает выполнение качественного полирования поверхности. Традиционно для полирования изделий из титановых и ниобиевых сплавов используются механические и электрохимические методы. Недостатки механических методов – малая производительность, подверженность внедрению инородных частиц, затруднения при обработке сложных геометрических форм. Для электрохимических технологий указанные материалы являются труднообрабатываемыми, а процессы их полирования требуют применения токсичных электролитов. Традиционно электрохимическое полирование титановых и ниобиевых сплавов осуществляют в кислотных электролитах, состоящих из токсичной плавиковой (20–25 %), серной азотной и хлорной кислот. Недостатки таких растворов – их высокая агрессивность и вред, наносимый производственному персоналу и окружающей среде. Предлагается использовать принципиально новые, разработанные авторами статьи режимы электролитно-плазменной обработки с целью электролитно-плазменного полирования и очистки изделий из титановых и ниобиевых сплавов с применением электролитов простого состава на основе водного раствора фторида аммония, обеспечивающие существенное повышение качества поверхности с высокой отражательной способностью. За счет применения водного электролита технология обладает высокой экологической безопасностью по сравнению с традиционным электрохимическим полированием. Приводятся результаты исследования влияния характеристик процесса электролитно-плазменного полирования титана и ниобия с применением разработанного режима на производительность, эффективность обработки, качество поверхности, а также на структуру и свойства обрабатываемой поверхности. На основании полученных результатов отработаны процессы электролитноплазменного полирования ряда изделий из титановых сплавов ВТ6 (Grade 5), применяемых в медицине и авиастроении.


Об авторах

Ю. Г. Алексеев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


А. Ю. Королёв
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Кандидат технических наук 

Адрес для переписки: Королёв Александр Юрьевич – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 24, 220013, г. Минск. Тел.: +375 17 292-25-98    korolyov@park.bntu.by



В. С. Нисс
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


А. Э. Паршуто
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Инженер


А. С. Будницкий
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Аспирант


Список литературы

1. Application and Features of Titanium for the Aerospace Industry / I. Inagaki [et al.] // Nippon Steel & Sumitomo Metal Technical Report. 2014. Vol. 106. Р. 22–27.

2. Nikishina, E. E. Niobium and Tantalum: State of the World Market, Fields of Application, and Raw Sources. Part I / Е. Е. Nikishina, D. V. Drobot, E. N. Lebedeva // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54, No 6. Р. 446–452.

3. Froes, F. H. Cost Affordable Developments in Titanium Technology and Applications / F. H. Froes, A. M. Imam // Key Engineering Materials. 2010. Vol. 436. Р. 1–11. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.436.1

4. Zardiackas, L. D. Titanium, Niobium, Zirconium, and Tantalum for Medical and Surgical Applications / L. D. Zardiackas, M. J. Kraay, H. L. Freese. Astm, 2006.

5. Veiga, C. Properties and Applications of Titanium Alloys: a Brief Review / С. Veiga, J. P. Davim, A. J. R. Loureiro // Rev. Adv. Mater. Sci. 2012. Vol. 32, No 2. Р. 133–148.

6. Axinte, D. A. Workpiece Surface Integrity of Ti-6-4 HeatResistant Alloy when Employing Different Polishing Methods / D. A. Axinte, J. Kwong, M. C. Kong // Journal of Materials Processing Technology. 2009. Vol. 209, No 4. Р. 1843–1852. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec. 2008.04.046.

7. The Mechanism of Electropolishing of Niobium in Hydrofluoric-Sulfuric Acid Electrolyte / H. Tian [et al.] // Journal of the Electrochemical Society. 2008. Vol. 155, No 9. Р. D563–D568. https://doi.org/10.1149/1.2945913.

8. Electropolishing of CP Titanium and its Alloys in an Alcoholic Solution-Based Electrolyte / K. Tajima [et al.] // Dental Materials Journal. 2008. Vol. 27, No 2. Р. 258–265. https://doi.org/10.4012/dmj.27.258.

9. Surface Finish Machining of Medical Parts using Plasma Electrolytic Polishing / H. Zeidler [et al.] // Procedia CIRP. 2016. Vol. 49. Р. 83–87. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.07.038.

10. Особенности электролитно-плазменного нагрева при электрохимико-термической обработке стали / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2013. № 6. С. 20–24.

11. Aliakseyeu, Yu. Electrolyte-Plasma Treatment of Metal Materials Surfaces / Yu. Aliakseyeu, A. Korolyov, A. Bezyazychnaya // 14 International Scientific Conference “CO-MAT-TECH-2006”, Slovakia, Trnava, 19–20 oct. 2006. Р. 6.

12. Влияние электролитно-плазменной обработки на структуру и свойства поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т / И. В. Фомихина [и др.] // Весцi Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2008. № 3. С. 24–29.

13. Модель размерного съема материала при электролитно-плазменной обработке цилиндрических поверхностей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2012. № 3. С. 3–6.

14. Электролитно-плазменная обработка при нестационарных режимах в условиях высокоградиентного электрического поля / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2017. Т. 16, № 5. С. 391–399. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-5-391-399.

15. Многоэтапная электролитно-плазменная обработка изделий из титана и титановых сплавов / А. М. Смыслов [и др.] // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2009. Т. 13, №. 1. C. 141–145.

16. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан [и др.]; под. общ. ред. В. А. Волосатова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. 719 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Нисс В.С., Паршуто А.Э., Будницкий А.С. ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЕ ПОЛИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ И НИОБИЕВЫХ СПЛАВОВ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2018;17(3):211-219. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219

For citation: Aliakseyeu Y.G., Korolyov A.Y., Niss V.S., Parshuto A.E., Budnitskiy A.S. ELECTROLYTE-PLASMA POLISHING OF TITANIUM AND NIOBIUM ALLOYS. Science & Technique. 2018;17(3):211-219. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219

Просмотров: 291

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)