Состав для удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов

Авторы патента:

C23F1/44 - составы для травления металлического материала, содержащего подложку различного состава

C23F1/26 - для травления тугоплавких металлов

Владельцы патента RU 2396372:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии снятия защитных покрытий, в частности для удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбостроении при ремонте лопаток компрессора. Состав содержит, мас.%: 38,5-40,5 азотной кислоты, 59,2-61,3 плавиковой кислоты, 0,1-0,3 фениламина. В результате обработки в предложенном растворе за время 1-4 мин достигается полное удаление покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов без значительного растравливания подложки. 1 табл.

Известен раствор для удаления покрытий из нитрида и карбонитрида титана [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; вода - остальное.

Известен состав для удаления покрытий из нитрида титана [патент РФ №2101389, C23G 1/02, 1998 г.], содержащий, мас.%: серную кислоту - 65-70; азотную кислоту - 9-10; аммоний фтористый - 18-22; динатриевую соль нафталиндисульфокислоты - 2-4.

Недостатком указанных составов является возможность их использования только для удаления нитридных покрытий с поверхности стальных деталей, поэтому они не могут быть использованы при ремонте деталей из титановых сплавов. Кроме того, содержащаяся во втором указанном составе серная кислота приводит при обработке к наводораживанию поверхности титановых сплавов, что оказывает негативное влияние на эксплуатационные свойства деталей.

Наиболее близким по технической сущности является 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; вода - остальное.

Недостатком прототипа является невозможность удаления покрытия из нитрида титана без значительного растравливания подложки титанового сплава.

Задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей способа за счет обеспечения удаления покрытия из нитрида титана с поверхности титановых изделий.

Задача решается таким образом, что в состав для удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, содержащий азотную кислоту, дополнительно включают плавиковую кислоту и фениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Азотная кислота	38,5-40,5;
Плавиковая кислота	59,2-61,3;
Фениламин	0,1-0,3.

Предлагаемый состав позволяет за минимальное время проводить процесс удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов при комнатной температуре до полного его снятия без значительного растравливания подложки.

При использовании указанного раствора за счет окислительных свойств, проявляемых азотной и плавиковой кислотами, происходит химическое растворение компонентов покрытия из нитрида титана, а добавка фениламина в качестве ингибитора позволяет осуществить пассивирование участков поверхности детали, освобожденных от покрытия, и устранить их наводораживание.

Предложенный состав может быть использован для удаления покрытия из нитрида титана, нанесенного вакуумным ионно-плазменным способом, с поверхности деталей из титановых сплавов, применяемых для изготовления лопаток компрессора авиационных двигателей и рабочих лопаток паровых турбин. Процесс снятия покрытия проводится при комнатной температуре на стандартном оборудовании при использовании доступных недорогих реагентов.

Пример конкретной реализации.

Рабочую лопатку компрессора из титанового сплава ВТ-6 с покрытием из нитрида титана подвергали химическому травлению. Перед проведением травления поверхность замковой части лопаток изолировали от воздействия травильного раствора путем нанесения на соответствующие поверхности не менее трех слоев кислотостойкого лака. Лопатку погружали в раствор следующего состава, мас.%: азотная кислота (плотностью 1,4 г/см³) - 39,0; плавиковая кислота (плотность 1,155 г/см³) - 60,8; фениламин - 0,2 и выдерживали в нем до полного удаления покрытия при комнатной температуре. Потом лопатку нейтрализовали в щелочном растворе, промывали в проточной горячей и холодной воде и подвергали очистке волосяной щеткой с целью удаления продуктов взаимодействия травильного раствора с элементами покрытия. По окончании обработки проводили визуальный контроль для определения отсутствия покрытия, с помощью профилометра измеряли шероховатость поверхности сплава.

Аналогичные испытания по удалению покрытия из нитрида титана проведены с использованием состава, предлагаемого в прототипе.

Данные по удалению покрытия с рабочих лопаток представлены в таблице.

Параметр	Время обработки	Степень удаления покрытия	Состояние поверхности после обработки
Предлагаемый состав	1…4 мин	100%	Ra 1,6…3,0 мкм
Прототип	5 суток	покрытие не удалено	на поверхности имеются питтинги глубиной до 1,5 мм

Из таблицы видно, что предлагаемый состав позволяет за короткое время полностью удалить покрытие из нитрида титана с поверхности лопаток из титанового сплава при обеспечении шероховатости поверхности на уровне Ra 1,6…3,0 мкм. При использовании состава, предлагаемого в прототипе, покрытие полностью не удаляется даже при выдержке деталей в растворе в течение 5 суток. В течение указанного времени на поверхности лопаток, преимущественно по порам в покрытии, образуются глубокие питтинги, приводящие к значительному повреждению титанового сплава.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет за короткое время достичь полного удаления покрытия из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов без значительного растравливания подложки.

Состав для удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов, включающий азотную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит плавиковую кислоту и фениламин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

азотная кислота	38,5-40,5
плавиковая кислота	59,2-61,3
фениламин	0,1-0,3

Изобретение относится к растворам для химической обработки, а именно: для снятия покрытия из нитрида титана, нанесенного в качестве декоративной отделки на изделия из стекла, металла и керамики.

Раствор для удаления покрытий из нитрида и карбонитрида титана // 2081207

Изобретение относится к технологии снятия защитных и декоративных покрытий, в частности, для удаления покрытий из нитрида и карбонитрида титана с поверхности стальных изделий.

Состав для химической обработки никелевых сплавов // 1784661

Состав для снятия тонкопленочных покрытий на основе окислов @ -элементов iy-й группы с металлических деталей // 1686034

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к снятию с металлических поверхностей тонкопленочных покрытий на основе окислов - элементов IV группы.

Раствор для травления толстопленочных металлосодержащих покрытий // 1507865

Изобретение относится к химическому травлению, а именно к растворам для травления толстопленочных металлосодержащих покрытий, преимущественно для фотолитографического травления серебросодержащих покрытий на подложках из алюмооксидной керамики.

Химический способ снятия меди с черных металлов // 164182

Химический способ снятия меди со стальных деталей // 100196

Способ изготовления прецизионных изделий из молибдена и его сплавов и раствор для фотохимического травления // 2371521

Изобретение относится к изготовлению прецизионных изделий из молибдена и его сплавов с заданными геометрическими параметрами. .

Раствор для травления защитных покрытий из титана и нитрида титана // 2350688

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности удалению защитного покрытия, состоящего из подслоя титана и слоя нитрида титана, нанесенного ионно-плазменным напылением.

Способ изготовления малоизнашиваемых анодов // 2216609

Изобретение относится к области технологии изготовления малоизнашиваемых металлоксидных анодов на титановой основе. .

Способ декапировки металлических продуктов // 2168560

Изобретение относится к декапированию изделий из металлов или сплавов, содержащих металл группы титана. .

Раствор для удаления покрытий из нитрида и карбонитрида титана // 2081207

Раствор для травления покрытий из нитрида титана // 2019579

Изобретение относится к области химического травления металлов и сплавов, в частности покрытий из нитрида титана, и может быть использовано для стравливания дефектных покрытий из нитрида титана, которые наносятся на коронки зубов из нержавеющей стали, соединенные в мосты припоем Пср-37,5.

Раствор для удаления оксидных пленок с поверхности титана и его сплавов // 1696583

Раствор для травления титановых сплавов // 1355645

Изобретение относится к химическому травлению титановых сплавов и может быть использовано для проведения размерной обработки деталей. .

Раствор для бесцветного хроматирования латуни // 1346695

Изобретение относится к защите металла от коррозии и может быть использовано в автомобилестроительной, приборостроительной и др. .

Раствор для травления тантала // 1292387

Способ удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов // 2471017

Способ изготовления анодов // 2522061

Изобретение относится к области технологии изготовления металлооксидных анодов на основе титана с электрокаталитическим покрытием и может быть использовано в различных областях прикладной электрохимии при электролизе растворов широкого диапазона минерализации. Способ изготовления металлооксидного анода включает травление титановой основы в растворе кислоты с одновременной модификацией ее поверхности, формирование защитного подслоя титановой основы и нанесение электрокаталитического покрытия, при этом травление и модификацию поверхности титана проводят при введении в травильный раствор гидразинхлорида, а защитный подслой формируют из благородных металлов - иридия, платины. Гидразинхлорид вводят в травильный раствор в количестве 0,1-0,3 г/л. Изобретение позволяет повысить каталитическую активности анодов и их коррозионную стойкость благодаря обеспечению постоянства химического и фазового состава слоя на границе титановой основы и электрокаталитического покрытия. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ удаления покрытий из нитрида титана с поверхности деталей из титановых сплавов // 2471017

Способ удаления покрытия с деталей и раствор для удаления покрытия // 2507311

Изобретение относится к жидкостному химическому удалению покрытия с детали и может быть использовано для инструментов и компонентов, которые имеют высокопрочное покрытие, содержащее оксиды. Покрытие с детали удаляют путем помещения в раствор для удаления покрытий, который является водным раствором щелочи с перманганатом калия KMnO4, содержащий от 3 до 8 вес.% KMnO4, предпочтительно от 3 до 5 вес.% KMnO4, и щелочи от 6 до 15 вес.%, предпочтительно от 6 до 12 вес.%, при этом щелочная фракция образована КОП или NaOH, а раствор имеет комнатную температуру от 15 до 30°С. Покрытие на детали содержит по меньшей мере один слой, который, в свою очередь, содержит по меньшей мере один из следующих материалов: металлический сплав AlCr, TiAlCr, а также другие сплавы AlCr или один из их нитридов, боридов, оксидов или их комбинацию, а также оксиды алюминия. Способ позволяет удалить покрытие, существенно не повреждая при этом саму деталь. 5 з.п. ф-лы, 9 табл.