CN106757065B - 发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机篦齿盘类零件氧化铝‑二氧化钛涂层去除技术，包括采用吊挂工装将发动机篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中20~30min进行化学除油；将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为345~520g/L的浓硝酸中6~24h，其间每隔2h将零件取出对氧化铝‑二氧化钛涂层进行表面刷除；冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝‑二氧化钛涂层去除干净。本发明可广泛应用于发动机篦齿盘类零件的涂层修理、返修，大幅度提高了零件的修理周期，合格率达到100%。

Description

发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术
技术领域
本发明涉及一种发动机零件的涂层去除技术，特别涉及一种发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术。
背景技术
发动机一级到九级轮盘及其焊接组件等均属于篦齿盘类零件，为了提高其耐磨性能，在篦齿部位喷涂了氧化铝-二氧化钛耐磨防护涂层。发动机在维修过程中存在两方面的问题：一是由于该涂层的存在，会影响技术人员对篦齿部位的无损检查；二是个别篦齿的局部涂层受到不同程度的破坏，基于上述两点需将该涂层清除掉，然后重新喷涂。常规采用机械车加工的方法清除涂层，由于篦齿部位尺寸精度及形状特点，车加工时易碰伤篦齿致使零件报废，存在着很大的风险。为此，开展篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除新技术的研究势在必行。
发明内容
针对传统机械法去除涂层导致的尺寸超差零件报废难题，本发明提供一种发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术，该技术基于化学法进行氧化铝-二氧化钛涂层去除，安全效率高，同时突破了由于涂层存在，无法实现对服役后的零件篦齿部位进行无损检查的技术瓶颈，满足了设计修理要求。本发明的技术方案为：
一种发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术，包括采用吊挂工装将发动机篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中20~30min进行化学除油；将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为345~520g/L的浓硝酸中6~24h，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝-二氧化钛涂层去除干净。
上述方法中，所述发动机篦齿盘类零件在进行化学除油前若存在明显油污，需先采用酮类或者醇类有机溶剂或者180号汽油进行有机溶剂除油。
上述方法中，所述将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜需在10~30s内保持连续不断，否则重复化学除油和温水、冷水依次冲洗过程直至达到该结果。
上述方法中，所述强碱性溶液中含有浓度为5~15g/L的氢氧化钠、20~25g/L的碳酸钠、30~70g/L的磷酸三钠和10~20g/L的水玻璃，所述强碱性溶液的温度控制在70~90℃。
上述方法中，所述浓硝酸的浓度优选为500g/L。
上述方法中，所述浓硝酸的温度控制在50~65℃。
本发明的有益效果为：
首先，本发明采用化学法去除篦齿盘类零件表面的氧化铝-二氧化钛涂层，有效避免了机械法去除涂层所导致的零件报废风险，并且，可满足了篦齿大修过程检测、涂层修理要求，同时通过重新喷涂氧化铝-二氧化钛涂层可延长零件的使用寿命至全寿命使用周期，降低成本的同时保证发动机的可靠性和安全性；
其次，本发明在对篦齿盘类零件的氧化铝-二氧化钛涂层进行有效去除的过程中对焊缝区没有显著影响，零件去除氧化铝-二氧化钛涂层的表面与焊缝区均未见晶间腐蚀（过腐蚀）形貌，如图1~3所示；
再者，本发明的技术成本费用低，操作简单，工作效率高；对环境要求不苛刻，可广泛应用于发动机篦齿盘类零件的涂层修理、返修，大幅度提高了零件的修理周期，合格率达到100%；将本发明应用于每台飞机发动机的篦齿盘类零件上产值约 15万元，按年生产100台计算，则可创造直接经济效益1500万元；
最后，本发明具有广阔的应用前景，可以推广应用到各航空、航天发动机、民用等产品表面氧化铝-二氧化钛涂层去除，对于零件表面涂层修理技术是一次重大推动，具有可观的经济效益和良好的社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例1的钛合金篦齿盘类零件去除氧化铝-二氧化钛涂层后的表面金相照片；其中（1-1）50μm的金相照片；（1-2）200μm的金相照片。
图2是本发明实施例1的钛合金篦齿盘类零件表面去除氧化铝-二氧化钛涂层后的外观图。
图3是本发明实施例1的钛合金篦齿盘类零件的焊缝的金相照片，其中（3-1）100μm的金相照片；（3-2）200μm的金相照片。
图4是本发明实施例1的钛合金篦齿盘类零件去除氧化铝-二氧化钛涂层后表面再次等离子喷涂氧化铝-二氧化钛涂层的金相照片，其中（4-1）GE公司的涂层标准照片9008006 I-2；（4-2）去除氧化铝-二氧化钛涂层后表面再次等离子喷涂镍铝底层的金相照片。
图5是本发明实施例2的固熔态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件的焊缝的金相照片，其中（5-1）100μm的金相照片；（5-2）200μm的金相照片。
图6是本发明实施例3的高强态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件的焊缝的金相照片，其中（6-1）100μm的金相照片；（6-2）200μm的金相照片。
图7为本发明实施采用的吊挂工装的一种结构示意图，其中（7-1）吊挂工装的结构示意图；（7-2）篦齿盘类零件在吊挂工装上的装挂示意图；1-金属吊杆，2-篦齿盘类零件，3-三叉钩结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种发动机钛合金篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术，包括采用吊挂工装将发动机钛合金篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中20min进行化学除油，所述强碱性溶液中含有浓度为10g/L的氢氧化钠、22g/L的碳酸钠、50g/L的磷酸三钠和15g/L的水玻璃，溶液的温度控制在80℃；将化学除油后的零件依次采用45℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜在10~30S的时间范围内保持连续不断；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为500g/L的浓硝酸中20h，浓硝酸的温度控制在50℃，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；采用压力水枪冲洗酸浸后的零件表面，直至氧化铝-二氧化钛涂层去除干净。
上述方法中，所述吊挂工装由金属吊杆1和焊接于所述金属吊杆1底部、呈120°均匀分布的三叉钩结构3组成，所述吊挂工装采用不锈钢材质制作，在进行涂层去除操作时将发动机钛合金篦齿盘类零件穿过金属吊杆装挂在三叉钩结构上，吊挂工装的结构及零件与吊挂工装的装挂示意如图7所示。
本实施例的发动机钛合金篦齿盘类零件进行氧化铝-二氧化钛涂层去除后的颜色为灰色，外观如图2所示，零件表面涂层全部去除，且无过腐蚀现象，金相照片如图1所示。图3还提供了该零件的焊缝（如图2所示）的金相照片，图3显示焊接区也未见晶间腐蚀（过腐蚀）形貌。
对该发动机钛合金篦齿盘类零件去除氧化铝-二氧化钛涂层的表面再次等离子喷涂氧化铝-二氧化钛涂层，金相照片如图4所示，氧化铝-二氧化钛涂层与零件表面结合良好，界面污染小于（4-1）的GE公司的涂层标准图片9008006 I-2的要求，完全符合设计要求，说明该零件采用化学法去除涂层对零件基体与涂层的界面结合没有影响。
实施例2
一种发动机固熔态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术，包括采用吊挂工装将发动机固熔态高温篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中30min进行化学除油，所述强碱性溶液中含有浓度为15g/L的氢氧化钠、25g/L的碳酸钠、70g/L的磷酸三钠和20g/L的水玻璃，溶液的温度控制在90℃；将化学除油后的零件依次采用45℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜在10~30S的时间范围内保持连续不断；采用吊挂工装将洗完的零件浸入零件浸入浓度为433g/L的浓硝酸中15h，浓硝酸的温度控制在58℃，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；采用压力水枪冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝-二氧化钛涂层去除干净。
上述方法中，所述吊挂工装结构同实施例1，如图7所示。
本实施例的发动机固熔态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件处理后的颜色为灰色，零件表面涂层全部去除，且无过腐蚀现象。图5提供了该零件的焊缝的金相照片，图5显示焊接区也未见晶间腐蚀（过腐蚀）形貌。
实施例3
一种发动机高强态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除技术，包括采用丙酮对所述发动机高强态高温合金篦齿盘类零件进行有机溶剂除油；采用吊挂工装将有机溶剂除油的零件浸入强碱性溶液中30min进行化学除油，所述强碱性溶液中含有浓度为5g/L的氢氧化钠、20g/L的碳酸钠、30g/L的磷酸三钠和10g/L的水玻璃，溶液的温度控制在70℃；将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜在10~30S的时间范围内保持连续不断；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为345g/L的浓硝酸中15h，浓硝酸的温度控制在65℃，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；采用压力水枪冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝-二氧化钛涂层去除干净。
上述方法中，所述吊挂工装结构同实施例1，如图7所示。
本实施例的发动机高强态高温合金（GH4169)篦齿盘类零件处理后的颜色为灰色，零件表面涂层全部去除，且无过腐蚀现象。图6还提供了该零件的焊缝的金相照片，图6显示焊接区也未见晶间腐蚀（过腐蚀）形貌。

Claims (4)

1.发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除方法，其特征在于包括采用吊挂工装将发动机篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中20~30min进行化学除油；将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为345~520g/L的浓硝酸中6~24h，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝-二氧化钛涂层去除干净；
所述将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜需在10~30s内保持连续不断，否则重复化学除油和温水、冷水依次冲洗过程直至达到该结果；
所述强碱性溶液中含有浓度为5~15g/L的氢氧化钠、20~25g/L的碳酸钠、30~70g/L的磷酸三钠和10~20g/L的水玻璃，所述强碱性溶液的温度控制在70~90℃。
2.发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除方法，其特征在于包括将发动机篦齿盘类零件采用酮类或者醇类有机溶剂或者180号汽油进行有机溶剂除油；采用吊挂工装将发动机篦齿盘类零件浸入强碱性溶液中20~30min进行化学除油；将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗；采用吊挂工装将洗完的零件浸入浓度为345~520g/L的浓硝酸中6~24h，其间每隔2h将零件取出对氧化铝-二氧化钛涂层进行表面刷除；冲洗酸浸后的零件表面，直到氧化铝-二氧化钛涂层去除干净；
所述将化学除油后的零件依次采用40~50℃的温水、冷水冲洗，洗后的零件表面水膜需在10~30s内保持连续不断，否则重复化学除油和温水、冷水依次冲洗过程直至达到该结果；
所述强碱性溶液中含有浓度为5~15g/L的氢氧化钠、20~25g/L的碳酸钠、30~70g/L的磷酸三钠和10~20g/L的水玻璃，所述强碱性溶液的温度控制在70~90℃。
3.根据权利要求1或2所述的发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除方法，其特征在于所述浓硝酸的浓度优选为500g/L。
4.根据权利要求1或2所述的发动机篦齿盘类零件氧化铝-二氧化钛涂层去除方法，其特征在于所述浓硝酸的温度控制在50~65℃。
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