CN108913850A - 易于批量生产的航空发动机用叶片安装座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种易于批量生产的航空发动机用叶片安装座，包括对叶片安装座工件表面全部进行镀铜处理后利用机加工去除需渗碳区域表面的镀铜层，然后进行渗碳处理，可以达到仅在局部区域进行渗碳的目的。在进行淬火加热时采用固体渗碳剂进行保护，避免渗碳层表面出现氧化脱碳，淬火处理后，使用可移动的恒温油槽代替原来的盐浴热处理炉，可以减少工序间的衔接时间，减少工件高温时与空气的接触，避免渗碳层表面出现脱碳；同时可避免工件在淬火转移过程中工件表面部位温度降至Ms点（180℃）以下；等温淬火后的工件置入装有保护介质的回火工装箱，可以进行保温，避免工件表面部位温度降到Ms点（180℃）以下，同时在后续的回火中可以加快热传导，减少能源损耗。

Description

易于批量生产的航空发动机用叶片安装座
技术领域
本发明涉及18Cr2Ni4WA工件热处理技术领域，具体的是一种易于批量生产的航空发动机用叶片安装座。
背景技术
18Cr2Ni4WA具有良好的加工性和抗疲劳性能，且具有较为理想的淬透性，强韧性和较好的渗碳可控性，是生产重载荷传动件不可替代的材料，在航空工业中有着广泛的用途，制造时对其表面进行渗碳、渗氮处理是常规的提高工件表面硬度的方法。
航空发动机中使用的叶片安装座表面硬度有着特殊要求，由于其使用特性要求局部渗碳，如图1所示，一种叶片安装座，材料为18Cr2Ni4WA，要求图中Q、R、H、G区域进行渗碳处理，表面硬度不小于58HRC，对于非渗碳区域，硬度要求不低于33-37HRC，在完成渗碳处理后的淬火过程中，容易出现表面氧化脱碳，渗层形成回火索氏体的问题，叶片安装座渗碳面的表面硬度无法满足要求。
对指定区域进行渗碳完成后如何保护渗碳层不脱碳且不形成回火索氏体是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种易于操作、有效实现局部区域防渗碳、保护渗碳层不脱碳且不形成回火索氏体的叶片安装座热处理方法。
一种叶片安装座热处理方法，包括：
A．将叶片安装座工件表面全部进行镀铜处理。
B.对要求渗碳的区域进行机加工，去除渗碳区域表面的镀铜层，实现局部区域渗碳。
C．经上述处理后的工件置于密封的多用炉中，通入气体渗碳剂，加热至890℃～910℃，保温10～14小时，出炉后空冷，对叶片安装座进行渗碳处理，表面没有镀铜层的区域得到渗碳。
D.渗碳完成后将工件取出，进行回火，温度640℃～660℃，保温5～6小时，炉冷至350℃以下后出炉空冷。
E．对叶片安装座工件进行淬火处理，温度为830℃～850℃，保温105～135分钟，在此过程中采用固体渗碳剂装箱包埋进行保护；出炉后迅速将工件置入恒温油槽进行等温淬火，避免渗碳面温度降至Ms点以下（180℃），形成淬火马氏体，同时避免工件与空气接触过多，造成工件渗碳面脱碳，温度220℃～240℃，时间8～15分钟，完成后将叶片安装座置入装有保护介质的回火工装箱。
F.将回火工装箱转入箱式回火炉对叶片安装座工件进行第一次回火处理，温度为510℃～570℃，保温1.5～2小时，随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温2～3小时。
G.对叶片安装座工件进行第二次回火处理，温度为150℃～170℃，保温2.5～3.5小时。
H．对工件渗碳面及非渗碳面硬度进行检测，检测合格后去除叶片安装座非渗碳区域的镀铜层。
进一步，步骤C中的气体渗碳剂为丙酮、甲醇和氮气的混合气体，可以有效控制渗碳质量，生产效率高。
进一步，步骤E中的保护介质为沙子，可以进行保温，避免工件在转移过程中表面温度降至表面部位Ms点（180℃）以下，避免渗碳面表面形成淬火马氏体，同时在后续的回火中可以加快热传导，减少能源损耗。
对叶片安装座工件表面全部进行镀铜处理后利用机加工去除需渗碳区域表面的镀铜层，然后进行渗碳处理，可以达到仅在局部区域进行渗碳的目的。在进行淬火加热时采用固体渗碳剂进行保护，避免渗碳层表面出现氧化脱碳，淬火处理后，使用可移动的恒温油槽代替原来的盐浴热处理炉，可以减少工序间的衔接时间，减少工件高温时与空气的接触，避免渗碳层表面出现脱碳；同时可避免工件在淬火转移过程中工件表面部位温度降至Ms点（180℃）以下，避免渗碳面表面形成淬火马氏体，从而在后续回火过程中形成回火索氏体；等温淬火后的工件置入装有沙子的回火工装箱，可以进行保温，避免工件表面部位温度降到Ms点（180℃）以下，同时在后续的回火中可以加快热传导，减少能源损耗。通过上述方法，可以有效实现对叶片安装座指定区域进行渗碳、渗碳完成后渗碳层不脱碳且不形成回火索氏体，易于批量生产，成本低廉。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是叶片安装座对渗碳面要求的示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的叶片安装座热处理方法，对调质处理后的叶片安装座进行机械加工，去除表面氧化皮；对叶片安装座工件表面进行镀铜处理，确保工件表面全部覆盖镀铜保护膜；对叶片安装座进行机加工，去除Q、R、H、G区域表面附着的镀铜保护膜，便于后续渗碳。
将叶片安装座工件置于密封的多用炉中，通入丙酮和乙醇各占比50%（体积比）的气体渗碳剂，温度900℃±10℃，保温12小时，出炉后空冷，对叶片安装座进行渗碳处理，得到的工件需渗碳区域表面的渗碳层深度为1.25～1.35mm；对叶片安装座工件进行高温回火，温度650℃±10℃，保温5小时，炉冷至350℃后出炉空冷，可以消除工件内部相变硬化。对叶片安装座工件进行淬火处理，温度为840±10℃，保温75分钟，在此过程中采用固体渗碳剂包埋装箱进行保护；出炉后迅速将工件置入恒温油槽进行等温淬火，避免工件与空气接触过多，造成工件渗碳面脱碳，同时避免工件在淬火转移过程中工件表面部位温度降至Ms点（180℃）以下，使得表面形成淬火马氏体，从而避免在后续回火过程中形成回火索氏体，温度230±10℃，保温12分钟，完成后立即将叶片安装座置入装有沙子的回火工装箱。可以进行保温，避免工件表面部位温度降到Ms点（180℃）以下，同时在后续的回火中可以加快热传导，减少能源损耗；将回火工装箱转入箱式回火炉对叶片安装座工件进行第一次回火处理，温度为540±30℃，保温2小时，随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温3小时。对叶片安装座工件进行第二次回火处理，温度为160±10℃，保温3小时，对得到的工件进行检测，渗碳区域的硬度达到60HRC，非渗碳区域的硬度为35HRC，可以满足使用的需求。
通过在渗碳前对叶片安装座工件表面全部进行镀铜，在进行淬火加热时采用固体渗碳剂进行保护，避免渗碳层表面出现氧化脱碳，淬火处理后，使用可移动的恒温油槽代替原来的盐浴热处理炉，可以减少工序间的衔接时间，减少工件高温时与空气的接触，避免渗碳层表面出现脱碳；同时可避免工件在淬火转移过程中工件表面部位温度降至Ms点（180℃）以下，使得表面形成淬火马氏体，从而在后续回火过程中形成回火索氏体；等温淬火后的工件置入装有保护介质的回火工装箱，可以进行保温，避免工件表面部位温度降到Ms点（180℃）以下，同时在后续的回火中可以加快热传导，减少能源损耗。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围中。

Claims (3)

1.一种叶片安装座，其特征在于，其采用如下热处理方法制得，包括：
A．对调质处理后的叶片安装座进行机械加工，去除表面氧化皮；将叶片安装座工件表面全部进行镀铜处理；
B.对要求渗碳的区域进行机加工，去除渗碳区域表面的镀铜层；
C．经上述处理后的工件置于密封的多用炉中，通入体积比为1：1的丙酮和乙醇构成的气体渗碳剂，加热至890℃～910℃，保温12小时，出炉后空冷，对叶片安装座进行渗碳处理，表面没有镀铜层的区域得到渗碳；
D.渗碳完成后将工件取出，进行回火，温度640℃～660℃，保温5小时，炉冷至350℃以下后出炉空冷；
E．对叶片安装座工件进行淬火处理，温度为830℃～850℃，保温75分钟，在此过程中对工件采用固体渗碳剂装箱包埋进行保护；出炉后迅速将工件置入恒温油槽进行等温淬火，温度220℃～240℃，时间12分钟，完成后将叶片安装座置入装有保护介质的回火工装箱，同时进行保温，避免工件表面部位温度降到180℃以下；
F.将回火工装箱转入箱式回火炉对叶片安装座工件进行第一次回火处理，温度为510℃～570℃，保温2小时，随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温3小时；
G.对叶片安装座工件进行第二次回火处理，温度为150℃～170℃，保温3小时；
H．对工件渗碳面及非渗碳面硬度进行检测，检测合格后去除叶片安装座非渗碳区域的镀铜层。
2.根据权利要求1所述的叶片安装座，其特征在于，所述步骤C中的气体渗碳剂为丙酮、甲醇和氮气的混合气体。
3.根据权利要求1所述的叶片安装座，其特征在于，所述步骤E中的保护介质为沙子。
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