Надежность газотурбинных двигателей (ГТД) в значительной степени зависит от надежности работы лопаток компрессора и турбины, поскольку они являются наиболее нагруженными деталями. Лопатки подвергаются действию статических, динамических и циклических нагрузок. Качество поверхности деталей неразрывно связано с обеспечением заданной шероховатости.
Для полировки титановых сплавов используется электрохимической метод, который реализуется на аноде.
Во время электрохимического полирования осуществляется наложение анодного потенциала от внешнего источника тока тем самым обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости.
При прохождении постоянного тока через электролит на катоде выделяются атомы металла, которые образуются в результате присоединения электронов к ионам электролита. Эффективность этого определяется отношением фактически выделенного на катоде вещества к теоретически возможному (по закону Фарадея). В обычных условиях выход металла по току с увеличением плотности тока резко падает. Это обусловлено тем, что:
1. При прохождении тока концентрация ионов в электролите становится неравномерной и вблизи катода число ионов металла уменьшается.
2. На катоде выделяется водород, ионы которого вместе с гидроксильными группами содержатся в водном растворе электролита, при этом пространство вблизи катода обогащается газовой фазой.
В результате процессы электроосаждения идут при значительном перенапряжении на катоде это и обусловливает уменьшение выхода металла по току и увеличение длительности электролиза.
3. Процесс электролиза ухудшается из-за уменьшения активной поверхности катода. Выделение водорода на катоде, а также наличие посторонних примесей на нем ухудшают качество покрытия, делая его пористым при этом уменьшается степень сцепления покрытия.
Воздействие ультразвука на электрохимические процессы при малых интенсивностях обусловлено возникновением в электролите акустических колебаний, вызывающих перемешивание электролита, которые в свою очередь способствуют выравниванию концентрации ионов и удаление нежелательных растворенных газов электролита в прикатодном слое.
Под действием ультразвука снижается потенциал выделения водорода и процесс дегазации электролита идет при меньших напряжениях .
В результате действия этих факторов заметно увеличивается выход металла по току, допустимые значения тока возрастают для большинства типов электролитов в несколько раз.
Таким образом, под действием ультразвука повышается производительность электроосаждения, характеризуемая увеличением равномерности покрытия и улучшается качество покрытий:
Улучшается структура (металл становится мелкозернистым, блестящим);
Поверхность становится равномернее. Однако, при больших интенсивностях ультразвука и сильно развитой кавитации возможна кавитационная эрозия покрытия, поэтому ограничивают интенсивность ультразвука.
Изучение действия ультразвукового поля на скорость электрохимической реакции началось сравнительно недавно, поэтому сейчас еще трудно указать на те возможности, которые откроются в этом направлении. Наибольшее внимание уделялось использованию ультразвука при обезжиривании и травлении металлов. В данном случае получены очень хорошие результаты, показывающие, что применение ультразвука значительно ускоряет процесс очистки металлов от жировых и окисных загрязнений.