RU2360045C1 - Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия - Google Patents
Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360045C1 RU2360045C1 RU2007137307/02A RU2007137307A RU2360045C1 RU 2360045 C1 RU2360045 C1 RU 2360045C1 RU 2007137307/02 A RU2007137307/02 A RU 2007137307/02A RU 2007137307 A RU2007137307 A RU 2007137307A RU 2360045 C1 RU2360045 C1 RU 2360045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- coating
- removal
- electrolyte
- electrolytic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102220411551 c.74G>T Human genes 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электролитно-плазменной обработки поверхностей и может быть использовано для определения момента окончания электролитно-плазменного удаления жаростойких металлических покрытий с поверхности никелевых сплавов. Способ включает измерение переменной составляющей тока и ее изменений во времени, при этом при измерении переменной составляющей тока рассчитывают количество выбросов тока N в секунду, превышающих в 3-5 раз величину действующего значения сигнала переменной составляющей тока, усредняют величину N за каждые 10-60 с обработки, отслеживают стабилизацию в течение 3-5 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%, после чего отслеживают увеличение величины N не менее чем на 30% и прекращают процесс электролитно-плазменного удаления покрытия при стабилизации за время не более 2 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%. Технический результат: повышение точности определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия и расширение класса сплавов и покрытий, для которых возможно определение момента окончания процесса удаления покрытий. 1 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электролитно-плазменной обработки поверхностей и может быть использовано для определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления жаростойких металлических покрытий с поверхности никелевых сплавов.
Известен способ определения окончания процесса удаления покрытия при реализации способа электрохимического удаления слоев никеля, хрома или золота с поверхности медной подложки по значению тока [Патент США № 4539087, кл. C25F 5/00, 7/00. Публ. 03.09.1985]. При обработке потенциал наружного слоя отрицателен, а потенциал подложки положителен по отношению к электролиту. Величину тока, протекающего через ванну при электролизе, контролируют, и ток прерывают, когда величина его падает ниже установленного значения.
Известен способ определения момента окончания удаления покрытия, реализуемый в способе электрохимической обработки поверхности металла путем травления образца, включающем пропускание переменного асимметричного тока через электролитическую ванну с регистрацией скорости изменения тока и напряжения и завершение процесса при достижении этими параметрами минимальных постоянных значений [А.с. СССР № 986973, кл. C25F 3/00. Публ. 07.01.1983].
Недостатком приведенных аналогов является невозможность контролировать удаление покрытия электролитно-плазменным методом, так как величина тока отражает тепловые процессы, протекающие на аноде, а напряжение является постоянной величиной в ходе обработки.
Известен способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия, основанный на измерении переменной составляющей тока и анализе ее изменения во времени.
Переменную составляющую тока подают на полосовой фильтр с граничными частотами 500-700 и 1300-1500 Гц, измеряют действующее значение напряжения на выходе фильтра u и определяют значение порогового напряжения u0 путем усреднения значения в течение 20-40 с от начала обработки, затем начинают отсчет отрезков времени tk и t, при этом, если через 50-70 с от начала обработки напряжение и достигает значения (0,5÷0,6)·u0, то конец отсчета времени tk устанавливают по достижении напряжением u значения (0,7÷1,0)·u0, и момент окончания процесса определяют по достижении t значения (1,4÷1,6)·tk. Расчет значения площади поверхности, освобожденной от покрытия S, ведут по формуле:
S=k·tk,
где k - эмпирический коэффициент пропорциональности.
В случае если через 50-70 с от начала обработки напряжение и не достигает значения (0,5÷0,6)·u0, процесс электролитно-плазменного удаления покрытия останавливают, так как покрытие удаляться не будет [Патент РФ № 2227181, кл. C25F 5/00, 7/00. Публ. 20.04.2004].
Недостатком данного аналога является, во-первых, существенная сложность метода, во-вторых, невозможность применения его для определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления жаростойких металлических покрытий с поверхности никелевых сплавов.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия, включающий измерение переменной составляющей тока и анализ ее изменения во времени. В электрическую цепь включают измерительное сопротивление, переменную составляющую тока измеряют осциллографом по изменению напряжения на измерительном сопротивлении, а момент окончания процесса устанавливают при изменении амплитуды переменной составляющей тока на 2% за время не менее 2 мин [Патент РФ № 2119975, кл. C25F 5/00. Публ. 10.10.1998].
Недостатком прототипа является невозможность установления факта удаления покрытия без прерывания обработки, а также невысокая точность определения момента окончания процесса, связанная с определением изменения амплитуды переменной составляющей тока на 2% с помощью осциллографа за время не менее 2 мин.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение точности определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия и расширение класса сплавов и покрытий, для которых возможно определение момента окончания процесса удаления покрытий в ходе электролитно-плазменной обработки.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия, включающем измерение переменной составляющей тока и анализ ее изменений во времени, при измерении переменной составляющей тока рассчитывают количество выбросов тока N в секунду, превышающих в 3-5 раз величину действующего значения сигнала переменной составляющей тока, усредняют величину N за каждые 10-60 с обработки, отслеживают стабилизацию в течение 3-5 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%, после чего отслеживают увеличение величины N не менее чем на 30% и прекращают процесс электролитно-плазменного удаления покрытия при стабилизации за время не более 2 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%.
Существо способа поясняется чертежами, на которых показано изменение в ходе процесса скорости обработки поверхности R (Фиг.1) и соответствующая кривая динамики величины N (Фиг.2). На чертеже видно, что в момент полного удаления покрытия, соответствующий существенно возросшей скорости обработки, наблюдается резкое увеличение величины N.
Приведенное поведение кривых объясняется связью закономерностей функционирования парогазовой оболочки и переменной составляющей тока при электролитно-плазменной обработке. Удаление покрытия толщиной 50-55 мкм при температуре электролита 40-60°С в условиях неустойчивого пленочного кипения в парогазовой оболочке происходит за время 20-30 мин, а при температуре 80-90°С в условиях пузырькового кипения - за 50-60 мин. Тем не менее, в обоих случаях проявляется эффект увеличения величины N, связанный с более интенсивным воздействием парогазовой оболочки на материал подложки. Абсолютное значение величины N обусловлено типом кипения в парогазовой оболочке, определяемым условиями обработки.
Примеры конкретной реализации способа.
Образцы из никелевого сплава ЖС6У с алюминидным покрытием толщиной 50-55 мкм обрабатывали электролитно-плазменным методом в 5% растворе двухзамещенного фосфата аммония при напряжении 350 В и температуре электролита 50 (см. Фиг.1а и 2а) и 90°С (см. Фиг.1б и 2б). Для определения момента окончания удаления покрытия для сигнала с датчика переменной составляющей тока, представляющего собой измерительное сопротивление, к выходам которого подключен полосовой фильтр с граничными частотами 10 Гц и 30 кГц, определяли действующее значение переменной составляющей тока с помощью детектора действующего значения [Электроника и микропроцессорная техника: Учеб. для вузов / В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2004. - 790 с.], подавали действующее значение переменной составляющей тока на инструментальный усилитель с коэффициентом усиления 4, затем сигналы с датчика переменной составляющей тока и с инструментального усилителя подавали на компаратор, который фиксировал выброс переменной составляющей тока, превышающий в 4 раза величину действующего значения переменной составляющей тока, а импульсы с компаратора подавали на счетчик 1, который считал импульсы в течение каждых 30 с обработки и затем результат делили на 30, определяя усредненное за 30 с значение величины N, далее с помощью элемента сравнения усредненное значение величины N сравнивали с минимальным и максимальным значениями усредненной величины N, хранящимися в двух регистрах 1 и 2 соответственно, и при срабатывании элемента сравнения обновляли минимальное или максимальное значения усредненной величины N. Импульсы с компаратора также подавали на счетчик 2, который считал импульсы в течение каждых 5 минут обработки, причем момент начала отсчета 5 минут совпадал с моментом обнуления регистров 1 и 2 и с очередным моментом начала счета счетчика 1. По окончании счета счетчика 2 результат его счета делили на 300 и записывали в регистр 3, затем полученное значение делили на 20, вычитали из значения в регистре 3 и записывали в регистр 4, а также прибавляли к значению в регистре 3 и записывали в регистр 5. Таким образом, в регистрах 4 и 5 оказывались записанными границы коридора +/- 5%, в котором определяется стабилизация усредненной величины N с разбросом 5%. Сравнивали с помощью элемента сравнения значения, записанные в регистрах 1 и 4 и регистрах 2 и 5. Если значение, записанное в регистре 1, было больше или равно значению в регистре 4 и значение, записанное в регистре 2, было меньше или равно значению в регистре 5, то фиксировали стабилизацию усредненной величины N с разбросом 5% в течение 5 минут. Затем значение, записанное в регистре 3, увеличивали на 30% и результат записывали в регистр 6, после чего с ним каждые 30 с сравнивали с помощью элемента сравнения усредненное значение величины N и факт увеличения усредненной величины N не менее чем на 30% устанавливали по срабатыванию данного элемента сравнения. Затем изменяли длительность счета счетчика 2 с 5 на 1,5 минуты, а коэффициент деления результата его счета с 300 на 90 (по числу секунд) и прекращали процесс обработки при стабилизации за время 1,5 мин усредненной величины N с разбросом 5%.
Для сравнения устанавливали время окончания процесса удаления покрытия, определенное с помощью способа-прототипа. Кроме того, измеряли действующее значение напряжения и на выходе полосового фильтра с граничными частотами 500 и 1500 Гц в соответствии со способом-аналогом. Результаты приведены в таблице и на Фиг.3.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет упростить способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия, повысить его точность и имеет простое техническое исполнение.
| Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия | |||
| № образца | 1 | 2 | |
| Напряжение, В | 350 | 350 | |
| Температура электролита, °С | 50 | 90 | |
| Предлагаемый способ | Момент окончания удаления покрытия | 23 мин | 55 мин |
| Состояние поверхности | Покрытие удалено | Покрытие удалено | |
| Способ-прототип | Момент окончания удаления покрытия | 12 мин | 5 мин |
| Состояние поверхности | Покрытие не удалено | Покрытие не удалено | |
| Способ-аналог | Диагностика | Покрытие не удалится | Покрытие не удалится |
Claims (1)
- Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия, включающий измерение переменной составляющей тока и ее изменений во времени, отличающийся тем, что при измерении переменной составляющей тока рассчитывают количество выбросов тока N в секунду, превышающих в 3-5 раз величину действующего значения сигнала переменной составляющей тока, усредняют величину N за каждые 10-60 с обработки, отслеживают стабилизацию в течение 3-5 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%, после чего отслеживают увеличение величины N не менее чем на 30% и прекращают процесс электролитно-плазменного удаления покрытия при стабилизации за время не более 2 мин усредненной величины N с разбросом 3-6%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137307/02A RU2360045C1 (ru) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137307/02A RU2360045C1 (ru) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007137307A RU2007137307A (ru) | 2009-04-20 |
| RU2360045C1 true RU2360045C1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41017284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137307/02A RU2360045C1 (ru) | 2007-10-08 | 2007-10-08 | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360045C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2440878C2 (ru) * | 2009-04-21 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ контроля степени удаления покрытия с деталей из жаропрочных никелевых сплавов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3943043A (en) * | 1972-10-19 | 1976-03-09 | Wilkinson Sword Limited | Apparatus for or selective dissolution or detection of predetermined metals |
| RU2119975C1 (ru) * | 1996-09-25 | 1998-10-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
| RU2227181C1 (ru) * | 2003-03-03 | 2004-04-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
-
2007
- 2007-10-08 RU RU2007137307/02A patent/RU2360045C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3943043A (en) * | 1972-10-19 | 1976-03-09 | Wilkinson Sword Limited | Apparatus for or selective dissolution or detection of predetermined metals |
| RU2119975C1 (ru) * | 1996-09-25 | 1998-10-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
| RU2227181C1 (ru) * | 2003-03-03 | 2004-04-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007137307A (ru) | 2009-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2452367C (en) | System and method for measuring bioelectric impedance in the presence of interference | |
| US4004576A (en) | Direct indicator device for determining the cardiac output flow rate according to the thermodilution method | |
| US9500152B2 (en) | Method for monitoring a broadband lambda probe | |
| US20220054018A1 (en) | Measuring device for measuring an intensive measurand | |
| US4488939A (en) | Vapor corrosion rate monitoring method and apparatus | |
| RU2360045C1 (ru) | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия | |
| JP2004219116A (ja) | ガス濃度検出装置の故障診断装置 | |
| CA1148218A (en) | Apparatus for oxygen partial pressure measurement | |
| US4449537A (en) | Respiration monitor | |
| RU2540239C1 (ru) | Способ определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
| JP2001351696A (ja) | 二次電池の充放電装置 | |
| RU2366765C1 (ru) | Способ определения момента окончания процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
| RU2227181C1 (ru) | Способ определения момента окончания процесса электролитно-плазменного удаления покрытия | |
| DE2703390B2 (de) | Meßfühler zur Feststellung des Luft/ Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten Ansauggemisches | |
| US8030949B2 (en) | Measurement method for determining moisture content | |
| US20230236146A1 (en) | Gas sensor | |
| DE4429769C2 (de) | Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor | |
| JP2001174436A (ja) | イオン濃度測定方法及び装置 | |
| RU2692120C1 (ru) | Способ определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
| EP2604998A1 (de) | Vorrichtung zur Gasanalyse | |
| US5405364A (en) | Method and arrangement for calculating a physiological function parameter of a life form for therapy control | |
| Quiroz-Cuéllar et al. | Evaluation of Anodized Aluminum Sealing through Electrochemical Noise as a Control Method | |
| EP3390976A1 (de) | Verfahren zur bestimmung einer flussrate bzw. strömungsgeschwindigkeit eines mediums | |
| RU2825537C1 (ru) | Способ отбраковки потенциально ненадежных тонкопленочных резисторов | |
| JP2523608B2 (ja) | 交流印加分極反応に於ける位相差検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091009 |