CN107315013B - 一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金涂层破损检查的技术领域，具体涉及一种高温合金涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，将涡轮叶片放入加热炉中加温，叶片涂层破损位置处在高温环境中表面形成薄层蓝色氧化膜，冷却后，目视检查叶片表面是否存在薄层蓝色氧化膜，以判断叶片涂层破损情况。本发明中涂层破损区和涂层正常区域色差显著，肉眼可辨别，叶片返工率低；未采用手指尖或持金属丝触摸检查，也未对产品进行切割，且蓝色氧化膜厚度小于0.001mm，对叶片无损。本发明具有操作简单、检查准确率高达100%、对叶片无损伤的优点。

Description

一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法
技术领域
本发明涉及合金涂层破损检查的技术领域，具体涉及一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法。
背景技术
航空发动机涡轮叶片一般选用高温合金制成，为提高涡轮叶片的耐温性，在叶片制造过程中需要对表面进行涂层防护。高温合金涡轮叶片表面涂层防护处理后抗温、抗氧化、抗腐蚀能力进一步提高，在涂层涂覆过程及叶片使用中极易产生局部涂层破损，形成产品抗温、抗氧化、抗腐蚀性能下降的损伤点（简称涂层破损），在后续使用过程中涂层损伤的存在将大大降低叶片抗温、抗氧化、抗腐蚀能力，从而导致叶片失效，造成发动机损伤，危及飞行安全。为此在涡轮叶片制造和修理过程中，通常采用目视、手感和试样分析的办法来检查是否存在涂层破损。
目前，公知的目视、手感和试样分析检查涂层破损的方法主要包括：目视配合10倍放大镜检查、手指尖或持金属丝触摸、产品切割后试样断面材料组织分析。目视配合10倍放大镜检查时，根据颜色是否剧烈变化判断；手指尖或持金属丝触摸时，根据手感是否有界面台阶判断；试样分析时，根据试样断面材料组织金相检查分析判断。采用目视配合10倍放大镜方法检查涂层破损通常因涂层与叶片基体材料颜色相似而无法准确判断；采用手指尖或持金属丝触摸方法检查涂层破损通常因涂层较薄而无法准确感知判断；采用产品切割后试样断面材料组织分析通常需切割破坏产品结构。这给航空发动机高抗温要求涡轮叶片的制造和修理带来了极大的困难，造成该类叶片返工率高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高温合金涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，解决了传统方法中误判率高及基体金属材料被损伤的问题。
本发明一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，将涡轮叶片加热一定时间，检查，判断叶片涂层破损情况。
进一步的，上述一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，包括如下步骤：
（1）加热：先将加热炉加热至570～590℃，然后将涡轮叶片放入加热炉中加热，；
（2）保温：在570～590℃下，持续保温60～75min；
（3）冷却：取出零件，冷却至室温；
（4）涂层破损检查：目视检查涡轮叶片表面，通过颜色差异评判涂层破损区域与涂层完好区域。
进一步的，上述一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，将加热炉加热至580℃。
进一步的，上述一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，所述加热炉为空气加热炉。
进一步的，上述一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，所述涡轮叶片冷却时采用自然冷却方式冷却至室温。
进一步的，上述一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，所述通过颜色差异评判涂层破损区域与涂层完好区域具体为：涂层破损区的颜色是淡蓝色、蓝色或者淡蓝色至蓝色，涂层完好区的颜色是浅灰色或浅黄色至灰黄色。
将涡轮叶片放入加热炉中加温，叶片涂层破损位置基体材料处在高温氧化环境中，表面形成薄层蓝色氧化膜，冷却后，目视检查叶片表面是否存在薄层蓝色或淡蓝色氧化膜，以判断叶片涂层破损情况。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用了高温加热，涂层破损区域基体材料被氧化形成多形的蓝色氧化膜，因此涂层破损区和涂层正常区域色差显著，无需放大镜辅助便可肉眼辨别，操作简单，叶片因涂层误判导致的返工率为零；
（2）本发明未采用手指尖或持金属丝触摸检查，也未对产品进行切割，且多形的蓝色氧化膜厚度小于0.001mm，对叶片无损。
（3）本发明显色检查方法具有操作简单、检查准确率100%、对叶片无损伤等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
取部分航空发动机涡轮叶片，将该部分叶片零件依次采用以下步骤进行表面涂层检查：加温、保温、冷却、检查，其中各工序的工艺参数及操作方法如下：
1. 加温
入炉方式：到温入炉
加温温度：570℃
操作方法：将空气炉加热至570℃，然后将零件放入空气炉。
2. 保温
保温温度：570℃
保温时间：75min
操作方法：空气炉在温度570℃状态下，持续保温75min。
3. 冷却
冷却方式：空冷
冷却温度：至室温
操作方法：从空气炉中取出零件，冷却至室温。
4.涂层破损检查
采用目视检查的方法对该高温加热后的涡轮叶片表面进行检查，可以观察到该涡轮叶片表面大致呈现出颜色不同的区域，其中部分区域呈现淡蓝色，其他区域呈现浅灰色。
对上述淡蓝色区域进行裁切，显微观察横截面，检测出该区域无涂层；对上述浅灰色区域进行裁切，显微观察横截面，检测出该区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；横切上述淡蓝色区域及浅灰色区域，显微观察横截面，检测出淡蓝色区域无涂层，浅灰色区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；说明本发明高温加热检查航空发动机涡轮叶片涂层破损区的方法准确率高达100%。
实施例2
取部分航空发动机涡轮叶片，将该部分叶片零件依次采用以下步骤进行表面涂层检查：加温、保温、冷却、检查，其中各工序的工艺参数及操作方法如下：
1. 加温
入炉方式：到温入炉
加温温度：580℃
操作方法：将空气炉加热至580℃，然后将零件放入空气炉。
2. 保温
保温温度：580℃
保温时间：70min
操作方法：空气炉在温度580℃状态下，持续保温70min。
3. 冷却
冷却方式：空冷
冷却温度：至室温
操作方法：从空气炉中取出零件，冷却至室温。
4.涂层破损检查
采用目视检查的方法对该高温加热后的涡轮叶片表面进行检查，可以观察到该涡轮叶片表面大致呈现出颜色不同的区域，其中部分区域呈现淡蓝色至蓝色，其他区域呈现浅灰色。
对上述淡蓝色至蓝色区域进行裁切，显微观察横截面，检测该区域无涂层；对上述浅灰色区域进行裁切，显微观察横截面，检测出该区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；横切上述淡蓝色至蓝色区域及浅灰色区域，显微观察横截面，检测出淡蓝色至蓝色区域无涂层，浅灰色区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；说明本发明高温加热检查航空发动机涡轮叶片涂层破损区的方法准确率高达100%。
实施例3
取部分航空发动机涡轮叶片，将该部分叶片零件依次采用以下步骤进行表面涂层检查：加温、保温、冷却、检查，其中各工序的工艺参数及操作方法如下：
1. 加温
入炉方式：到温入炉
加温温度：590℃
操作方法：将空气炉加热至590℃，然后将零件放入空气炉。
2. 保温
保温温度：590℃
保温时间：60min
操作方法：空气炉在温度590℃状态下，持续保温60min。
3. 冷却
冷却方式：空冷
冷却温度：至室温
操作方法：从空气炉中取出零件，冷却至室温。
4.涂层破损检查
采用目视检查的方法对该高温加热后的涡轮叶片表面进行检查，可以观察到该涡轮叶片表面大致呈现出颜色不同的区域，其中部分区域呈现蓝色，其他区域呈现浅黄色至灰黄色。
对上述蓝色区域进行裁切，显微观察横截面，检测该区域无涂层；对上述浅黄色至灰黄色区域进行裁切，显微观察横截面，检测出该区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；横切上述蓝色区域及浅黄色至灰黄色区域，显微观察横截面，检测出蓝色区域无涂层，浅黄色至灰黄色区域涂层厚度为0.031 mm±0.001 mm；说明本发明高温加热检查航空发动机涡轮叶片涂层破损区的方法准确率高达100%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，其特征在于，将涡轮叶片加热一定时间，检查，判断叶片涂层破损情况；
具体包括如下步骤：
（1）加热：先将加热炉加热至570～590℃，然后将涡轮叶片放入加热炉中加热；
（2）保温：在570～590℃下，持续保温60～75min；采用加热的方法使涂层破损区域基体材料被氧化形成多形的蓝色氧化膜；
（3）冷却：取出零件，冷却至室温；
（4）涂层破损检查：目视检查涡轮叶片表面，通过颜色差异评判涂层破损区域与涂层完好区域；涂层破损区的颜色是淡蓝色、蓝色或者淡蓝色至蓝色，涂层完好区的颜色是浅灰色或浅黄色至灰黄色。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，其特征在于，将加热炉加热至580℃。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，其特征在于，所述加热炉为空气加热炉。
4.根据权利要求2所述的一种航空发动机涡轮叶片涂层破损的显色检查方法，其特征在于，所述涡轮叶片冷却时采用自然冷却方式冷却至室温。
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