CN109338271A - 一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法 - Google Patents

一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗；非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位；粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理；除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰；恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；车削打磨：利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测。本发明的优点是可运用于大部分航空发动机钛合金类零件止口尺寸修复，具有很强的通用性。

Description

一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法
技术领域
本发明涉及航空发动机维修领域，特别是一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法。
背景技术
随着航空发动机向着高推重比、高机动性和高可靠性方向发展，钛合金材料被广泛运用于航空发动机中，如压气机盘、压气机机匣、前轴颈、二支点等零部件均采用了钛合金。航空发动机零部件设计过程中，为了方便圆形零件轴向与径向定位，在这类零部件上往往设计有止口。当航空发动机在高温、高压、高负荷等复杂工况下运行后，钛合金类零件止口往往会因为磨损而出现尺寸超差。在随后大修过程中，这些磨损的零部件会因为止口尺寸变化而不能满足装配要求，从而导致零件整体报废，但其主体结构尺寸完好，仍能满足后续使用要求。为了削减新品加工制造成本，缩短航空发动机修理成套周期，亟需对钛合金类零部件止口尺寸进行修复。目前，国内在对该类零部件进行尺寸修复时主要采用堆焊法和电化学涂镀法。采用堆焊法修复钛合金类零件止口时，其修复效率较低、涂层结合强度不高、涂层厚度不宜过大；采用电化学涂镀法修复时，零件保护困难、涂层厚度不易控制，环境污染较大。为此亟需提供一种绿色、高效、易控的技术来对钛合金类零件止口进行修复。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：
清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗，直到止口部位的油污等污染物去除干净为止；
非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位，但会受到后续修复工序影响的部位进行保护；
粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力为0.4～0.6MPa，喷砂角度为60°～80°，喷砂距离为100～200mm，待整过待恢复尺寸的止口面均被粗化即无明显金属光泽后，停止喷砂处理；
除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰，并检查保护措施是否完好，若有损坏需进行重新保护；
恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，根据零件大小设定好零件转速后，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；喷涂过程中自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸；
车削打磨：拆除保护材质并清理零件，然后利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；
检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测，若无涂层起皮、掉块、裂纹等缺陷后，便可送后续工序进行处理。
具体地，还包括冷却步骤，在修复步骤中对零件实施喷涂的过程中，采用压缩空气对零件进行冷却。
具体地，所述修复步骤中，零件的转速为50~70rpm/min。
具体地，所述的清洗剂为酒精或丙酮。
具体地，所述的保护材质为铁皮或高温压敏胶带。
具体地，所述的磨具为46目白刚玉砂。
具体地，所述的镍基粉末主要由75.5%的镍、18.5%的铬和6%的铝组成，粉末粒度-125+45μm。
具体地，所述的等离子喷涂工艺参数为：氩气流量：23～27NLPM，辅气流量：3～5NLPM，电流：425±10A，电压：58±6V，送粉气流量为2.5～4.0NLPM，送粉速率为：14～16 %RPM，喷涂距离为110～120mm，等离子喷枪的移动速度为2～3mm/s。
本发明具有以下优点：该方法的特点是采用高温镍基合金粉末对钛合金类零件进行尺寸恢复，涂层与基体结合强度高、耐磨性能好，工艺流程简单、可操作性强，可运用于大部分航空发动机钛合金类零件止口尺寸修复，具有很强的通用性。
具体实施方式
实施例一
一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：
清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗，直到止口部位的油污等污染物去除干净为止；
非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位，但会受到后续修复工序影响的部位进行保护；
粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力为0.4～0.6MPa，喷砂角度为60°～80°，喷砂距离为100～200mm，待整过待恢复尺寸的止口面均被粗化即无明显金属光泽后，停止喷砂处理；
除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰，并检查保护措施是否完好，若有损坏需进行重新保护；
恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，根据零件大小设定好零件转速后，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；喷涂过程中自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸；
车削打磨：拆除保护材质并清理零件，然后利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；
检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测，若无涂层起皮、掉块、裂纹等缺陷后，便可送后续工序进行处理。
进一步地，还包括冷却步骤，在修复步骤中对零件实施喷涂的过程中，采用压缩空气对零件进行冷却。
进一步地，所述修复步骤中，零件的转速为60~70rpm/min。
进一步地，所述的清洗剂为酒精或丙酮。
进一步地，所述的保护材质为铁皮或高温压敏胶带。
进一步地，所述的磨具为46目白刚玉砂。
进一步地，所述的镍基粉末主要由75.5%的镍、18.5%的铬和6%的铝组成，粉末粒度-125+45μm。
进一步地，所述的等离子喷涂工艺参数为：氩气流量：23～27NLPM，辅气流量：3～5NLPM，电流：425±10A，电压：58±6V，送粉气流量为2.5～4.0NLPM，送粉速率为：14～16 %RPM，喷涂距离为110～120mm，喷涂过程中控制等离子喷枪的移动速度为2～2.5mm/s，自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸。
实施例二
一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：
清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗，直到止口部位的油污等污染物去除干净为止；
非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位，但会受到后续修复工序影响的部位进行保护；
粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力为0.4MPa，喷砂角度为80°，喷砂距离为120mm，喷砂过程中均匀的移动喷枪，逐层覆盖式的对零件进行喷砂处理，直至待喷涂面表面无明显金属光泽；
除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰，并检查保护措施是否完好，若有损坏需进行重新保护；
恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，根据零件大小设定好零件转速后，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；喷涂过程中自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸；
车削打磨：拆除保护材质并清理零件，然后利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；
检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测，若无涂层起皮、掉块、裂纹等缺陷后，便可送后续工序进行处理。
进一步地，还包括冷却步骤，在修复步骤中对零件实施喷涂的过程中，采用压缩空气对零件进行冷却。
进一步地，所述修复步骤中，零件的转速为50rpm/min。
进一步地，所述的清洗剂为酒精或丙酮。
进一步地，所述的保护材质为铁皮或高温压敏胶带。
进一步地，所述的磨具为46目白刚玉砂。
进一步地，所述的镍基粉末主要由75.5%的镍、18.5%的铬和6%的铝组成，粉末粒度-125+45μm。
进一步地，所述的等离子喷涂工艺参数为：氩气流量：25NLPM，辅气流量：4NLPM，电流：425A，电压：58V，送粉气流量为3.0NLPM，送粉速率为：15%RPM，喷涂距离为120mm，喷涂过程中控制等离子喷枪的移动速度为3mm/s，自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸。实施例三
一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：
一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，包括以下步骤：
清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗，直到止口部位的油污等污染物去除干净为止；
非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位，但会受到后续修复工序影响的部位进行保护；
粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力为0.4MPa，喷砂角度为80°，喷砂距离为120mm，喷砂过程中均匀的移动喷枪，逐层覆盖式的对零件进行喷砂处理，直至待喷涂面表面无明显金属光泽；
除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰，并检查保护措施是否完好，若有损坏需进行重新保护；
恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，根据零件大小设定好零件转速后，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；喷涂过程中自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸；
车削打磨：拆除保护材质并清理零件，然后利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；
检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测，若无涂层起皮、掉块、裂纹等缺陷后，便可送后续工序进行处理。
进一步地，还包括冷却步骤，在修复步骤中对零件实施喷涂的过程中，采用压缩空气对零件进行冷却。
进一步地，所述修复步骤中，零件的转速为70rpm/min。
进一步地，所述的清洗剂为酒精或丙酮。
进一步地，所述的保护材质为铁皮或高温压敏胶带。
进一步地，所述的磨具为46目白刚玉砂。
进一步地，所述的镍基粉末主要由75.5%的镍、18.5%的铬和6%的铝组成，粉末粒度-125+45μm。
进一步地，所述的等离子喷涂工艺参数为：氩气流量：25NLPM，辅气流量：4.5NLPM，电流：435A，电压：60V，送粉气流量为3.5NLPM，送粉速率为：15%RPM，喷涂距离为130mm，喷涂过程中控制等离子喷枪的移动速度为2.5mm/s，自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
清洗：采用清洗剂对钛合金零件待修复尺寸的止口部位进行清洗，直到止口部位的油污等污染物去除干净为止；
非恢复部位保护：采用保护材质对钛合金零件不需要恢复尺寸的部位，但会受到后续修复工序影响的部位进行保护；
粗化处理：采用磨具对零件待恢复尺寸的止口部位进行喷砂粗化处理，喷砂压力为0.4～0.6MPa，喷砂角度为60°～80°，喷砂距离为100～200mm，待整过待恢复尺寸的止口面均被粗化即无明显金属光泽后，停止喷砂处理；
除尘：使用洁净干燥的压缩空气吹出修复尺寸止口面上的残余砂粒或浮灰，并检查保护措施是否完好，若有损坏需进行重新保护；
恢复：将零件装夹在专用喷涂转台上，根据零件大小设定好零件转速后，采用等离子喷涂镍基粉末的方式对止口尺寸进行恢复；喷涂过程中自上而下的逐层覆盖，如此往复直至达到规定的尺寸；
车削打磨：拆除保护材质并清理零件，然后利用机加工的方法将止口部位的尺寸车削至装配要求的尺寸；
检测：对止口部位的涂层进行荧光和目视检测，若无涂层起皮、掉块、裂纹等缺陷后，便可送后续工序进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：还包括冷却步骤，在修复步骤中对零件实施喷涂的过程中，采用压缩空气对零件进行冷却。
3.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述修复步骤中，零件的转速为50~70rpm/min。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述的清洗剂为酒精或丙酮。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述的保护材质为铁皮或高温压敏胶带。
6.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述的磨具为46目白刚玉砂。
7.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述的镍基粉末主要由75.5%的镍、18.5%的铬和6%的铝组成，粉末粒度-125+45μm。
8.根据权利要求1所述的一种航空发动机钛合金零件止口尺寸修复方法，其特征在于：所述的等离子喷涂工艺参数为：氩气流量：23～27NLPM，辅气流量：3～5NLPM，电流：425±10A，电压：58±6V，送粉气流量为2.5～4.0NLPM，送粉速率为：14～16 %RPM，喷涂距离为110～120mm，等离子喷枪的移动速度为2～3mm/s。
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