CN101724804A - 一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法 - Google Patents

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王璐
穆坤桐
张佳平
张春刚
史凤岭
李响
李汉运
龚颖勇
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Abstract

一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，其特征在于：工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含15.0％～25.0％的Cr，粉末粒度45μm～150μm，粉末流动性小于40s/50g，粉末松装密度大于2.4g/cm3；工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.2～1.5∶1，喷涂距离为170～180mm。本发明，改变了传统的工艺方法，改善了修复性能；可以广泛应用于镍基高温合金零件的尺寸修复。

Description

一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法
技术领域
本发明涉及热喷涂零件修复科学，特别提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法。
背景技术
早在1983年，美国的Lund等人就对再制造过程进行了定义：在工厂里，通过一系列的工业过程，将已经服役的产品进行拆卸，不能使用的零部件通过再制造技术进行修复，使得修复以后的零部件的性能与寿命期望值具有或者高于原来的零部件。
某修理机部分6～9级压气机工作叶片缘板，在使用过程中由于受微震磨损，尺寸会变小，发动机修理过程中，因尺寸超差无法满足装配要求而报废，不仅增加了大量叶片采购成本，而且采购周期长，也影响发动机的修理进度。因此用再制造技术对该叶片缘板进行修复，以恢复其使用寿命。该叶片材料为GH150，材料硬度为HRC34.5～35，叶片缘板尺寸非常小，宽度只有3mm，长约10mm，超差量为0.10～0.30mm。常用的尺寸修复方法有电镀(或化学镀)、堆焊、喷涂等技术，由于电镀(或化学镀)层厚度达不到0.1mm以上，堆焊工艺容易使零件其他尺寸发生变形，因此均无法采用。而热喷涂技术由于不会使零件过热产生变形，涂层厚度范围从0.05～1mm均可实现，因此可以用于此零件的修复。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，特别提供一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法
本发明提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，其特征在于：工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含15.0％～25.0％的Cr，粉末粒度45μm～150μm，粉末流动性小于40s/50g，粉末松装密度大于2.4g/cm3。
所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.2～1.5∶1，喷涂距离为170～180mm。
为使所喷涂的涂层在使用过程中，磨损性要与其接触的其他叶片相接近，涂层硬度应该尽量接近基体材料的硬度；由于叶片在使用过程中需要高速旋转，承受极大的离心力，因此要求涂层有较高的结合强度；同时，涂层还应该满足叶片在实际工作温度600℃下长期工作的需要。
爆炸喷涂(Detonation Flame Spraying)是将氧气及乙炔气按一定比例混合，点燃产生爆炸能量，使混入的粉末材料熔融并被加速冲击枪口，撞击在零件表面形成涂层。它的最高粉末颗粒速度可达800m/s，最高温度达3000℃以上，其最大的特点是涂层非常致密，气孔率很低(1％～2％)，与零件基体金属结合性强，表面平整，是所有热喷涂工艺中涂层结合强度最高的一种工艺方法。但目前该喷涂工艺主要用于喷涂诸如WC/Co、Cr2C3/NiCr等高硬度的耐磨涂层。对于硬度要求相对较小的金属类涂层，目前在国内没有成型的喷涂工艺，也没有适合的喷涂粉末；本发明的工艺方法可以解决此问题，广泛应用于镍基高温合金零件的尺寸修复。
本发明的优点：该工艺方法制备的涂层结合强度大于50MPa，硬度HR15N75～79(相当于HRC34.5～35)；性能优良；广泛应用于镍基高温合金零件的尺寸修复。
附图说明
图1为爆炸喷涂NiCr涂层金相标准图片。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含20.0％的Cr，粉末粒度45μm～100μm，粉末流动性34s/50g，粉末松装密度2.6g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.3∶1，喷涂距离为175mm。
实施例2
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞工件吹沙-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含15.0％的Cr，粉末粒度45μm～75μm，粉末流动性35s/50g，粉末松装密度2.55g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.2∶1，喷涂距离为170mm。
实施例3
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含25.0％的Cr，粉末粒度75μm～140μm，粉末流动性30s/50g，粉末松装密度2.5g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.4∶1，喷涂距离为180mm。
实施例4
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含25.0％的Cr，粉末粒度45μm～80μm，粉末流动性35s/50g，粉末松装密度2.4g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.4∶1，喷涂距离为170mm。
实施例5
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含20.0％的Cr，粉末粒度50μm～150μm，粉末流动性32s/50g，粉末松装密度2.65g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.5∶1，喷涂距离为175mm。
实施例6
本实施例提供了一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含25.0％的Cr，粉末粒度80μm～150μm，粉末流动性30s/50g，粉末松装密度2.68g/cm3。
本实施例所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.4∶1，喷涂距离为170mm。

Claims (2)

1.一种爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，其特征在于：工艺流程为：工件表面清洗-＞非喷涂区区域保护-＞工件吹砂-＞工件喷涂；工件喷涂采用镍铬合金粉末，其中镍铬合金粉末中含15.0％～25.0％的Cr，粉末粒度45μm～150μm，粉末流动性小于40s/50g，粉末松装密度大于2.4g/cm3。
2.按照权利要求1所述爆炸喷涂镍铬合金修复小尺寸零件的工艺方法，其特征在于：工件喷涂采用爆炸喷涂方式，采用氧气乙炔为燃烧气体，氮气作为截止气体和粉末运输气体，其中氧、乙炔气体比例为1.2～1.5∶1，喷涂距离为170～180mm。
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