CN104878431A - 后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法及夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法及夹具，所述后轴颈的末端具有一个向外突出的环状的凸缘，所述凸缘包括需要镀铬修复的外圆面，以及夹持所述外圆面的上表面和下表面，所述凸缘上具有多个安装孔；所述夹具包括一个上盖环，一个下盖板，以及多个穿设在所述上盖环和所述下盖板对应的固定孔中的钢制的连接螺栓。本发明通过提供的夹具，可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用钢制的夹具加大镀铬面积，以减少边缘效应，同时，利用夹具可以十分方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。

Description

后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法及夹具

技术领域

本发明涉及一种航空发动机零部件在加工过程中尺寸超差后的镀铬修复方法及夹具，涉及局部镀铬保护工装结构及不锈钢零件的镀铬技术，尤其涉及一种用于航空发动机的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法及夹具。

背景技术

后轴颈是保障航空发动机安全稳定运行的重要零件，图1显示的是一种航空发动机的后轴颈的立体结构示意图，为了满足航空领域的高强度、轻量化的设计要求，后轴颈多采用不锈钢制成。图1所示后轴颈是一种形状结构复杂，壁厚较薄的盘轴类零件，其加工工艺复杂，在机加工过程中经常出现尺寸超差的状况，因修复难度大而报废处理则废品损失很大，而且浪费了加工时间。

采取镀铬修复的方法修复零件的超差尺寸是一种常用技术，然而对于修复图1所示的后轴颈末端的凸缘的外圆尺寸来说，由于该凸缘的厚度很薄，而外圆直径很大，凸缘外圆面的镀铬面的总面积虽然不小，但是实际镀铬区域仅仅是非常窄的一小条带状，现有的镀铬工艺很难实现镀铬的牢固性。同时，由于所采用的镀铬修复针对的是尺寸超差的部分，没有超差的部分，例如凸缘的上下两个面以及凸缘上的安装孔等，都需要保护起来。而通常的涂漆、贴铅皮等保护方式工作量很大，由于需要保护的区域远大于需要镀铬修复的外圆面，导致后轴颈的镀铬修复周期由此被大大延长，效率很低，成本很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法及夹具，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法，所述后轴颈的末端具有一个向外突出的环状的凸缘，所述凸缘包括需要镀铬修复的外圆面，以及夹持所述外圆面的上表面和下表面，所述凸缘上具有多个贯穿所述上表面和所述下表面的安装孔；所述修复方法包括如下步骤：1)对所述后轴颈加热消除应力；优选加热温度为190±10℃，加热时间≥3h；2)提供一个夹具，所述夹具包括一个覆盖所述凸缘的上表面的钢制的上盖环，一个覆盖所述后轴颈的末端的钢制的下盖板，以及多个穿设在所述上盖环和所述下盖板对应的固定孔中的钢制的连接螺栓；将所述夹具的上盖环覆盖在所述上表面上，将所述下盖板覆盖在所述后轴颈的下端面上，使所述上盖环和所述下盖板上的固定孔分别对准所述凸缘上的安装孔，将所述连接螺栓穿过所述固定孔将所述上盖环和所述下盖板固定在所述凸缘上；3)对所述后轴颈进行化学除油，优选除油温度为70℃～90℃，除油时间时间为5min～30min；优选除油后分别用流动温水和流动冷水将所述后轴颈清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min；优选流动冷水清洗后所述后轴颈表面的水膜在30s内应保持连续不破；4)将所述后轴颈连同所述夹具放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，阳极腐蚀电流为26A～32A，阳极腐蚀时间为15s～30s；然后开冲电，冲电电流为52A～100A，冲电时间为1min-3min；然后再逐步将电流降至工作电流26A～76A开始镀铬，镀铬温度为50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时；5)除氢：镀后10小时内除氢，优选除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。

另外，本发明还提供了一种适用于上述方法的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复夹具，所述夹具包括一个覆盖所述凸缘的上表面的钢制的上盖环，一个覆盖所述后轴颈的末端的钢制的下盖板，以及多个穿设在所述上盖环和所述下盖板对应的固定孔中的钢制的连接螺栓。

优选地，所述固定孔的个数少于所述安装孔的个数，所述固定孔的位置与同样数量的所述安装孔的位置对准。

本发明的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法中，提供了一个夹具，通过该夹具可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用钢制的夹具作为辅助阴极来加大镀铬面积，以减少边缘效应带来的铬层粗糙、应力大、磨削后铬层易崩缺问题，同时，利用夹具可以十分方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是一种航空发动机的后轴颈的立体结构示意图；

图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的上盖环的结构示意图；

图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的下盖板的结构示意图；

图4显示的是本发明的夹具安装到后轴颈上时的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

正如本发明背景技术部分所述，本发明提供了一种可用于图1所示的后轴颈1的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法。具体来说，图1显示的是一种航空发动机的后轴颈的立体结构示意图，其中，所述后轴颈1的末端具有一个向外突出的环状的凸缘10，凸缘10包括需要镀铬修复的外圆面11，以及夹持外圆面11的上表面12和下表面13，凸缘10上具有多个贯穿上表面12和下表面13的安装孔14。正如背景技术部分所述，凸缘10的厚度很薄，在一个具体实施例中，凸缘10的厚度仅仅只有2-4mm，而凸缘10的外圆面11的直径很大，在一个具体实施例中，所述凸缘10的外圆面11的尺寸要求为Φ272.16mm。

可见，本发明的修复方法需要对非常窄小的一小条带状的区域进行镀铬处理，因此为了获得良好的镀层质量，需要对后轴颈1进行固定处理，避免后轴颈1位置变化导致镀层厚度不均匀，同时需要加大镀铬面积，以减少边缘效应(边缘效应造成铬层粗糙，磨工时可能崩铬)，当然，还需要对无需镀铬修复的部分进行保护，例如凸缘10的上表面12、下表面13以及安装孔14都需要保护起来。

为实现上述目标，下面对本发明的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法分步骤进行详细说明。

1)首先，需要对后轴颈1加热消除磨削应力，以保证镀层结合力，其中，消除应力的加热温度为190±10℃，加热时间≥3h。

2)然后需要提供一个夹具2，以将后轴颈1进行固定，同时将后轴颈1不需要镀铬的上表面12、下表面13以及安装孔14保护起来，并通过夹具2加大镀铬面积，以减少边缘效应。

其中，夹具2包括一个覆盖凸缘10的上表面12的钢制的上盖环22(图2)，一个覆盖后轴颈1的末端的钢制的下盖板23(图3)，以及多个穿设在上盖环22和下盖板23对应的固定孔24中的钢制的连接螺栓(图4)。夹具2的各部分的结构参见图2-4，其中，图2显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的上盖环的结构示意图，图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的下盖板的结构示意图，图4显示的是本发明的夹具安装到后轴颈上时的结构示意图。

提供了夹具2之后，将夹具2的上盖环22覆盖在上表面12上，将下盖板23覆盖在后轴颈1的下端面上，使上盖环22和下盖板23上的固定孔24分别对准凸缘10上的安装孔14，将连接螺栓25穿过固定孔23将上盖环22和下盖板23固定在凸缘10上。在一个具体实施例中，固定孔23的个数优选少于安装孔14的个数，并且固定孔23的位置应该能与同样数量的安装孔14的位置对准。

3)安装了夹具2之后，对安装了夹具2的后轴颈1进行化学除油。例如可以利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将零件表面油污除去。具体来说，可以利用氢氧化钠、碳酸钠之类的碱性物质起皂化作用；利用诸如磷酸钠、硅酸钠之类的表面活性剂起乳化作用除去不可皂化油。

在一个具体实施例中，化学除油温度为70℃～90℃，除油时间为5min～30min；除油后分别用流动温水和流动冷水将后轴颈1清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min；流动冷水清洗后所述后轴颈1表面的水膜在30s内应保持连续不破。

4)之后，将后轴颈1连同夹具2放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，即将后轴颈1或夹具2与电源正极连接，镀槽内的阳极板与电源负极连接，使零件变成阳极，而阳极板变成阴极。本步骤通过开反电，起到零件表面活化作用，以便于下一步的电镀操作。

在一个具体实施例中，阳极腐蚀电流为26A～32A，阳极腐蚀时间为15s～30s。

然后开冲电，冲电电流为52A～100A，冲电时间为1min-3min。此步骤中，在阳极腐蚀结束之后将电极的连接反向反转，即将后轴颈1或夹具2与电源负极连接，镀槽内的阳极板与电源正极连接，以大电流进行冲击镀。

之后，再逐步将电流降至工作电流26A～76A开始正常镀铬，电极的连接反向与冲击镀时相同，镀铬温度为50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时。

在一个具体实施例中，镀铬之前控制凸缘10的外圆面11的镀前尺寸为Φ272～Φ272.01mm，镀后通过打磨修正所需的外圆尺寸为Φ272.16mm。

5)最后是除氢：镀后10小时内除氢，去除电镀过程中零件表面的渗氢，通过在控温除氢炉内加温方式实现。除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。

本发明的后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法中，提供了一个夹具，通过该夹具可以将后轴颈牢固地固定起来，避免后轴颈位置变化导致镀层厚度不均匀，同时利用钢制的夹具作为辅助阴极来加大镀铬面积，以减少边缘效应带来的铬层粗糙、应力大、磨削后铬层易崩缺问题，同时，利用夹具可以十分方便快捷地将无需镀铬修复的部分覆盖保护起来，减少了涂漆、贴铅皮等保护工作量，提高了工作效率，缩短了修复周期。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复方法，所述后轴颈(1)的末端具有一个向外突出的环状的凸缘(10)，所述凸缘(10)包括需要镀铬修复的外圆面(11)，以及夹持所述外圆面(11)的上表面(12)和下表面(13)，所述凸缘(10)上具有多个贯穿所述上表面(12)和所述下表面(13)的安装孔(14)；其特征在于，所述修复方法包括如下步骤：

1)对所述后轴颈(1)加热消除应力；

2)提供一个夹具(2)，所述夹具(2)包括一个覆盖所述凸缘(10)的上表面(12)的钢制的上盖环(22)，一个覆盖所述后轴颈(1)的末端的钢制的下盖板(23)，以及多个穿设在所述上盖环(22)和所述下盖板(23)对应的固定孔(24)中的钢制的连接螺栓(25)；将所述夹具(2)的上盖环(22)覆盖在所述上表面(12)上，将所述下盖板(23)覆盖在所述后轴颈(1)的下端面上，使所述上盖环(22)和所述下盖板(23)上的固定孔(24)分别对准所述凸缘(10)上的安装孔(14)，将所述连接螺栓(25)穿过所述固定孔(23)将所述上盖环(22)和所述下盖板(23)固定在所述凸缘(10)上；

3)对所述后轴颈(1)进行化学除油并清洗。

4)将所述后轴颈(1)连同所述夹具(2)放入镀铬槽内；先进行阳极腐蚀，阳极腐蚀电流为26A～32A，阳极腐蚀时间为约15s～30s；然后开冲电，冲电电流为52A～100A，冲电时间为1min-3min；然后再逐步将电流降至工作电流26A～76A开始镀铬，镀铬温度为50℃～60℃，镀铬时间：4-6小时；

5)除氢：镀后10小时内除氢。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，加热消除应力的加热温度为190±10℃，加热时间≥3h。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，除油温度为70℃～90℃，除油时间为5min～30min。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，除油后分别用流动温水和流动冷水将所述后轴颈(1)清洗干净；其中流动温水的温度为40℃～70℃，流动温水的清洗时间为1min～3min；流动冷水的温度为室温，流动冷水的清洗时间为1min～3min。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，流动冷水清洗后所述后轴颈(1)表面的水膜在30s内应保持连续不破。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，除氢温度为190℃±10℃，除氢时间≥3h。

7.一种后轴颈薄壁凸缘的外圆面镀铬修复夹具，所述后轴颈(1)的末端具有一个向外突出的环状的凸缘(10)，所述凸缘(10)包括需要镀铬修复的外圆面(11)，以及夹持所述外圆面(11)的上表面(12)和下表面(13)，所述凸缘(10)上具有多个贯穿所述上表面(12)和所述下表面(13)的安装孔(14)；其特征在于，所述夹具(2)包括一个覆盖所述凸缘(10)的上表面(12)的钢制的上盖环(22)，一个覆盖所述后轴颈(1)的末端的钢制的下盖板(23)，以及多个穿设在所述上盖环(22)和所述下盖板(23)对应的固定孔(24)中的钢制的连接螺栓(25)。

8.如权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述固定孔(23)的个数少于所述安装孔(14)的个数，所述固定孔(23)的位置与同样数量的所述安装孔(14)的位置对准。