CN106119830A - 发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法，旨在提供一种结合力强，在滑动磨损过程中不容易导致涂层脱落，不会对轴承造成严重磨损，修复轴承座内壁磨损的方法本发明通过下述技术方案予以实现：采用粉末粒度为45μm～105μm，粉末化学成分为：0.0%5～0.0%7的碳，18.0%～19.0%的Cr，7.0%～8.0%的Ni，为5.0%～6.0%的Cu，为0.5～1.0%的Mn；为0.6～1.0%的Si，其余为Fe的粉末混合组成铁基粉末；然后采用功率为400～500 W，送粉量为3.0%～4.0% g/min，光斑直径为Ф1.0%～1.2 mm，喷嘴扫描速度为8.0%～10.0% mm,搭接率为50%，层高为0.5 mm的熔覆工艺参数，采用同轴送粉喷嘴对涡轮轴承座内壁磨损面进行激光熔覆修复。

Description

发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法
技术领域
本发明涉及航空发动机零部件维修领域，主要应用于航空发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法。
技术背景
涡轮轴承座是空发动机航承受转子向后的轴向力的重要构件, 是由马氏体不锈钢1Cr17Ni2材料铸造的球轴承。球轴承接触角较大,保持架突出套圈端面且带挡油边，内径上开有利于润滑油流通的油槽或油孔。润滑油如果在轴承腔内停留的时间过长,将会导致轴承腔过热;如果停留时间短,则可能造成润滑不够充分,形成一定的油流缺损区, 导致“空转”现象发生,从而加剧轴承磨损。轴承磨损会导致轴承失效出现故障。轴承的故障将导致发动机转子振动增大甚至发生严重的事故，因此要求轴承的可靠性高。发动机在使用过程中曾因涡轮轴的质量问题危及飞行安全,导致过多起重大事故和造成大批发动机返厂。轴承保持架可能对各种激振产生共振，共振产生的交换应力能导致保持架疲劳破坏。由于轴承表面损伤和腐蚀占总失效的70%多。分解大修时发现涡轮轴承座内壁有磨损量为0.1～0.2 mm，内壁直径为Ф140，深度为20 mm的磨损。涡轮后轴承座内壁磨损已超标，安装座氩弧焊后出现了焊接裂纹,接近报废边缘。常规的修复方法是喷涂或焊接一层耐磨层到磨损面。采用喷涂方法的不足之处是结合力差，在滑动磨损过程中容易导致涂层脱落。在采用同种材料进行焊接的方法中，由于1Cr17Ni2马氏体不锈钢的塑性差，容易在焊接过程中产生裂纹，另一方面，如果采用高温合金等耐磨金属基复合材料进行焊接，由于热膨胀系数的差异也容易在熔合界面处产生裂纹，同时耐磨性增加太多后，更容易加剧轴承的磨损，反而会带来不利的影响。若采用其他的不锈钢进行焊接时，其硬度1Cr17Ni2差异大难以满足使用要求。因此，急需一种硬度、热膨胀系数和耐腐蚀性与1Cr17Ni2马氏体不锈钢相当且焊接性能好的材料来修复轴承座内壁磨损。目前尚未有公开报道过航空发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复技术。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种结合力强，在滑动磨损过程中不容易导致涂层脱落，不会对轴承造成严重磨损，采用新型铁基粉末为原材料和激光熔覆技修复发动机涡轮后轴承座内壁磨损的方法。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法，其特征在于包括如下步骤：按重量百分比，采用粉末粒度为45μm～105μm，粉末化学成分为：0.05%～0.07%的碳，18.0%～19.0% 的Cr，7.0%～8.0%的Ni，5.0%～6.0%的Cu，为0.5～1.0%的Mn；0.6～1.0%的Si，其余为Fe的粉末混合组成铁基粉末；然后采用功率为400～500 W，送粉量为3.0%～4.0%g/min，光斑直径为Ф1.0%～1.2 mm，喷嘴扫描速度为8.0%～10.0% mm,搭接率为50%，层高为0.5mm的熔覆工艺参数，采用同轴送粉喷嘴对涡轮轴承座内壁磨损面进行激光熔覆修复。
本发明现有技术具有如下有益效果。
结合力强，本发明采用的上述铁基粉末原材料，相比于现有技术喷涂或焊接一层耐磨层的方法，结合力强。由于上述铁基粉末熔覆层的热膨胀系数与1Cr17Ni2马氏体不锈钢相当，熔覆层硬度达到基体硬度的1.0%～1.1倍，熔覆层无裂纹等缺陷，耐腐蚀性与基体相当，因此在滑动磨损过程中不容易导致涂层脱落，不会对轴承造成严重磨损。
采用该方法修复的涡轮后轴承座不会对轴承造成严重磨损，满足一个大修寿命的要求，可广泛应用于航空发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复。
具体实施方式
根据本发明，按重量百分比，采用粉末粒度为45 μm～105 μm，粉末化学成分为：0.05%～0.07%的碳，18.0%～19.0% 的Cr，7.0%～8.0%的Ni，5.0%～6.0%的Cu，0.5～1.0%的Mn；0.6～1.0%的Si，其余为Fe的粉末混合组成铁基粉末；然后采用功率为400～500 W，送粉量为3.0%～4.0% g/min，光斑直径为Ф1.0%～1.2 mm，喷嘴扫描速度为8.0%～10.0% mm,搭接率为50%，熔覆的单层高度为0.5 mm的熔覆工艺参数，采用同轴送粉喷嘴对涡轮轴承座内壁磨损面进行激光熔覆修复。
实施例1
针对航空发动机大修分解后，经测量其涡轮后轴承座内壁发生磨损，磨损量为0.3 mm，采用本发明提供的铁基粉末为原材料，用1kW功率的激光熔覆设备进行修复。按重量百分比，粉末化学成分：碳为0.05%，Cr为19.0%，Ni为7.0%；Cu为5.0%；Mn为0.5；Si为1.0%；其余为Fe。粉末粒度为45 μm。采用同轴送粉喷嘴激光熔覆，熔覆的工艺参数为功率400 W，送粉量为3.0% g/min，光斑直径为Ф1.0% mm，喷嘴扫描速度为8.0% mm,搭接率为50%，熔覆的单层高度为0.5 mm。经过修复后的涡轮后轴承座采用荧光和X光进行探伤，金相显微组织未发现裂纹。显微硬度测量熔覆层的硬度为HV0.1为350，达到基体硬度的1.0%6倍，满足使用要求。
实施例2
针对航空发动机大修分解后，经测量其涡轮后轴承座内壁发生，磨损量为0.5 mm的磨损，采用本发明提供的铁基粉末为原材料，用1kW功率的激光熔覆设备进行修复。粉末化学成分（重量百分比）为：碳为0.07%，Cr为18.0%，Ni为8.0%；Cu为6.0%；Mn为1.0%；Si为0.6；其余为Fe。粉末粒度为45 μm～105 μm任意取值。采用同轴送粉喷嘴激光熔覆，熔覆的工艺参数为功率500 W，送粉量为4.0% g/min，光斑直径为Ф1.2 mm，喷嘴扫描速度为10.0% mm,搭接率为50%，熔覆的单层高度为0.5 mm。经过修复后的涡轮后轴承座采用荧光和X光进行探伤，显微组织未发现裂纹。显微硬度测量熔覆层的硬度为HV0.1为360，达到基体硬度的1.1倍，满足使用要求。

Claims (1)

1.一种发动机涡轮后轴承座内壁磨损的修复方法，其特征在于包括如下步骤：按重量百分比，采用粉末粒度为45μm～105μm，粉末化学成分为：0.05%～0.07%的碳，18.0%～19.0%的Cr，7.0%～8.0%的Ni，5.0%～6.0%的Cu，为0.5～1.0%的Mn；0.6～1.0%的Si，其余为Fe的粉末混合组成铁基粉末；然后采用功率为400～500 W，送粉量为3.0%～4.0%g/min，光斑直径为Ф1.0%～1.2 mm，喷嘴扫描速度为8.0%～10.0% mm,搭接率为50%，层高为0.5mm的熔覆工艺参数，采用同轴送粉喷嘴对涡轮轴承座内壁磨损面进行激光熔覆修复。
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