Состав для очистки металлических поверхностей от комплексных нитридных покрытий

 

Заявленное изобретение относится к обработке металлических поверхностей при ремонте двигателей, в частности при очистке поверхности деталей, конкретно лопаток компрессора из сплавов титана и сталей. Для химической очистки от комплексных нитридных покрытий водный раствор содержит азотную кислоту 28,0-32,0 г/л, тетрафтороборат калия 26,0 - 30,0 г/л и полифосфат натрия 0,5·10^-3 - 1,5·10^-3 г/л. В результате обработки предложенным раствором при комнатной температуре в течение одного часа достигается полная очистка поверхности деталей. 1 табл.

Предполагаемое изобретение относится к обработке металлических поверхностей, преимущественно очистке деталей из сталей и сплавов титана, в частности к составам для очистки лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД).

Для защиты от коррозии и упрочнения поверхности на лопатки компрессора при ремонте ГТД наносится комплексное покрытие, содержащее нитриды переходных металлов. При эксплуатации ГТД лопатки из сталей и сплавов титана, расположенные в газовоздушном тракте компрессора, контактируют при 350-500^oC с газовым потоком. При этом повреждается защитное комплексное нитридное покрытие.

Кроме того, в процессе нанесения нового покрытия часть лопаток отбраковывается из-за некачественной адгезии покрытия к перу лопатки.

В процессе ремонта ГТД возникает необходимость очистки поверхности лопаток от некачественного комплексного нитридного покрытия.

Известен способ удаления слоев нитрида титана с никелевых поверхностей часов (Пат. ГДР 228977, МКИ⁴ C 23 G 1/24, 1985), включающий обработку в 35%-ном растворе пероксида водорода и механическую полировку пастой на полировальном круге.

Однако для очистки от комплексного нитридного покрытия указанный состав и способ неприменим, так как комплексное покрытие не удаляется полностью, а обработка лопаток сложного профиля на полировальном круге невозможна.

Известен также раствор для удаления оксидных пленок с поверхности титана и его сплавов (А.с. N 1696583. C 23 F 1/26, 1989), включающий соляную кислоту, фторид натрия и пероксид водорода.

Однако для очистки деталей от комплексного нитридного покрытия указанный состав неприменим, так как комплексное покрытие не удаляется полностью.

В настоящее время на ремонтных предприятиях очистку лопаток из сталей и сплавов титана проводят в растворе лабомида 202 (100 г/л) (Руководство по ремонту двигателей ТВ2-117А. - М.: Машиностроение. , 1974 г). Однако при использовании указанного раствора качество очистки низкое, степень полностью очищенных от комплексного нитридного покрытия лопаток не превышает 55% и на очищенных деталях имеется белый налет.

Наиболее близким к заявляемому является состав для удаления покрытий из нитридов титана, содержащий азотную кислоту, серную кислоту и динатриевую соль нафталиндисульфокислоты. (патент РФ N 2101389, кл. C 23 G 1/02, 1998 г. ).

Предполагаемое изобретение направлено на повышение качества очистки от комплексных нитридных покрытий поверхности деталей из сталей и титана.

Это достигается тем, что предлагаемый состав, содержащий азотную кислоту, дополнительно содержит тетрафтороборат калия и полифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: Азотная кислота - 28,0 - 32,0 Тетрафтороборат калия - 26,0 - 30,0 Полифосфат натрия - 0,5·10^-3 - 1,5·10^-3 Качественный и количественный состав раствора выбран на основе экспериментальных результатов и обусловлен наличием преимуществ перед прототипом - обеспечением 100% очистки деталей из сталей и сплавов титана от комплексных нитридных покрытий. Введение полифосфата натрия и тетрафторобората калия способствует образованию на металлических поверхностях тончайших пленок, затрудняющих растравливание основного материала, и одновременно размягчению покрытия. При содержании полифосфата натрия менее 0,5·10^-3 г/л и тетрафторобората калия менее 26,0 г/л комплексные нитридные покрытия не удалялись полностью и наблюдался растрав поверхности деталей. Повышение содержания полифосфата натрия более 1,5·10^-3 г/л и тетрафторобората калия более 30,0 г/л нецелесообразно, так как это не влияет далее на качество очистки. При содержании азотной кислоты менее 28,0 г/л комплексные нитридные покрытия не удалялись полностью, добавление азотной кислоты более 32,0 г/л вызывало растравливание основного материала деталей.

Пример. Были проведены сравнительные испытания предлагаемого состава и известного (по прототипу). Растворы готовили простым смешением компонентов, соотношение которых указано в таблице. Затем компрессорные лопатки из сплавов титана и сталей с поврежденным комплексным нитридным покрытием помещали в растворы при комнатной температуре, выдерживали до одного часа, извлекали из раствора и промывали в воде. Степень очистки оценивали с помощью поляризационного микроскопа.

Сравнительная оценка очистки показывает, что известные составы не удаляют полностью комплексное нитридное покрытие с поверхности компрессорных лопаток из сталей и сплавов титана. Даже повторная очистка не дала положительных результатов при использовании известных составов.

Полученные результаты подтверждают, что предлагаемый состав для очистки металлических поверхностей от комплексных нитридных покрытий эффективен и обеспечивает технический результат - повышение качества очистки.

Предлагаемый состав при оптимальном соотношении компонентов, г/л: азотная кислота 28,0 - 32,0; тетрафтороборат калия 26,0 - 30,0; полифосфат натрия - 0,5·10^-3 1,5·10^-3; вода позволяет осуществить химическую очистку деталей из сталей и сплавов титана от комплексных нитридных покрытий по простой технологии на стандартном оборудовании, используя недорогостоящие доступные реагенты. При этом получается светлая, чистая поверхность, степень очистки 100% за один час при комнатной температуре.

Предлагаемый состав для очистки металлических поверхностей может быть использован при ремонте двигателей на авиационных предприятиях, в металлургии и других отраслях, использующих детали из сталей и сплавов титана.

Состав для очистки металлических поверхностей прошел испытание на авиаремонтном предприятии. Претензий к состоянию поверхности деталей после очистки не было.

Формула изобретения

Состав для очистки металлических поверхностей от комплексных нитридных покрытий, включающий азотную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тетрафтороборат калия, полифосфат натрия и воду при следующем соотношении компонентов, г/л: Азотная кислота - 28,0 - 32,0 Тетрафтороборат калия - 26,0 - 30,0 Полифосфат натрия - 0,5 · 10^-3 - 1,5 · 10^-3.

РИСУНКИ

Рисунок 1