CN109338367A - 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法 - Google Patents

一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109338367A
CN109338367A CN201811470061.9A CN201811470061A CN109338367A CN 109338367 A CN109338367 A CN 109338367A CN 201811470061 A CN201811470061 A CN 201811470061A CN 109338367 A CN109338367 A CN 109338367A
Authority
CN
China
Prior art keywords
removal
coating
plasma spraying
chemistry
washing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811470061.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘志强
李晗晔
梁莹
张春刚
于正洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd filed Critical AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority to CN201811470061.9A priority Critical patent/CN109338367A/zh
Publication of CN109338367A publication Critical patent/CN109338367A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02—Local etching

Abstract

本发明属于表面处理领域，特别是涉及一种GH4169材料去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法。经过除油和水洗、绝缘保护、化学去除、清理表面附着物、化学去除和水洗去除绝缘物，去除等离子喷涂NiAl涂层。本发明解决目前因喷涂NiAl涂层零件无法去除造成零件报废问题，极大降低了发动机零件制造成本，通过化学法去除涂层延长零件使用寿命，同时与机械法去除涂层相比，减少了工装夹具成本，缩短生产周期，具有极大的经济价值。

Description

一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法
技术领域
本发明属于表面处理领域，特别是涉及一种去除发动机GH4169合金表面等离子喷涂的NiAl涂层的工艺方法。
背景技术
等离子喷涂NiAl涂层在航空发动机上应用广泛，是零部件的重要粘接涂层或者功能性涂层，具有重要功能意义，现有涂层去除工艺有诸多难点，如不能有效去除，将造成大量零件报废，产生巨大成本浪费。因此去除以及再喷涂过程也需要保持一致，这一过程可能会引起零件尺寸及表面状态到涂层结构性能的很多变化，这些改变会影响航空发动机的性能，甚至危及生命及国家财产安全。由于该类涂层作为粘接底层的优良特性，与零件基体结合力极好，目前采用简单吹砂方法或机械加工方法去除，对于形状复杂的零件或薄壁件，有加工难度大、应力变形大、去除效率低等缺点，因此需要深入研究涂层及零件在去除及再喷涂过程的变化，掌握去除工艺，摸索出系统的、高效的工艺参数以及性能评价方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法。解决采用单一吹砂法等去除形状复杂的零件或薄壁件涂层，有加工难度大、应力变形大、去除效率低等缺点，采用化学法能够有效去除涂层，绝缘保护方便，对基体材料不造成腐蚀。
具体技术方案如下：
一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法，具体步骤如下：
(1)除油和水洗：采用有机溶剂除油，无油污后，冲洗干净后吹干；
(2)绝缘保护：采用绝缘保护胶将无涂层处表面绝缘保护；
(3)化学去除：配制去除槽溶液：在溶液中加入水，再依次加入同体积的硝酸，然后加入5ml/l添加剂；
(4)清理表面附着物：每隔几分钟取出试样，用刷子去除表面附着物，使涂层表面继续反应，将温度控制在25℃左右，涂层去除速率为0.005mm/10min，至反应停止；
(5)化学去除：重复步骤(3)；
(6)水洗去除绝缘物：去除表面绝缘物，然后冲洗干净，用压缩空气吹干。
步骤(3)所述化学去除槽溶液参数如下：硝酸：水体积比为1：1，温度：25℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
(1)本发明有效去除GH4169材料表面NiAl涂层，零件基体无明显腐蚀现象。
(2)本发明涂层去除后的表面可经吹砂后继续喷涂涂层。
(3)本发明的去除工艺可多次去除材料表面涂层，再喷涂涂层结合强度无变化。
附图说明
图1为去除涂层后试片表面面宏观图片；由图可见，仅有少量涂层残留，且厚度较薄。
图2为NiAl涂层去除后微观形貌；由图可见，基体表面无残余涂层，基本为金属材料吹砂后表面形貌。
图3为界面形貌；
图4为界面元素能谱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。
实施例中使用的绝缘保护胶为AC850胶。
以下实施例中所用GH4169主要化学组成按质量比为Al0.3-0.7％，Mn≤0.35，Ti0.75-1.15％，Nb+Ta4.75-5.5％，Cr17-21％，Ni50-55％，Mo2.8-3.3％，余量为Fe。所使用NiAl涂层粉末组成为Al4-5.5％，Ni≥93％，有机物≤2.5％，Fe+S≤1％。所使用化学试剂为化学纯以上。
实施例1：
一种用于航空发动机用NiAl涂层去除方法，按照以下步骤进行：
(1)除油和水洗：采用有机溶剂除油，无油污后，冲洗干净后吹干进行绝缘保护；
(2)绝缘保护：采用AC850胶将无涂层处表面绝缘保护；
(3)化学去除：配制化学去除槽溶液，在溶液中加入水，再依次加入同体积的硝酸，然后加入5ml/l添加剂；
(4)清理表面附着物：每隔几分钟取出试样，用刷子去除表面附着物，使涂层表面继续反应，将温度控制在25℃左右，涂层去除速率为0.005mm/10min，至反应停止；
(5)重复进行工序3；
(6)水洗去除绝缘物：去除表面绝缘物，然后冲洗干净，用压缩空气吹干。
将试样表面进行吹砂处理后，再次喷涂NiAl涂层，采用化学溶液再次去除涂层后，基体截面与初次喷涂后去除截面相同，没有产生明显腐蚀。同时去除后再喷涂的涂层涂层外观、元素含量分布也与初次喷涂一致。与金属基体结合良好，没有发生冶金缺陷。从图2可以看出，采用相同工艺参数去除涂层后的基体表面无残余涂层存在，同时没有产生腐蚀坑。经过多次对再喷涂涂层性能验证，残余涂层面积少于总面积5％时，表面满足继续喷涂涂层性能需求。
结合强度分析。将直径为Ф20mm的结合力试片喷涂NiAl涂层、NiCrAl涂层，然后采进行涂层去除，去除涂层后的试片采用0.1MPa-0.2MPa风压吹砂，尽量保持腐蚀后的粗糙度，然后按照原工艺进行喷涂NiAl涂层，采用胶粘法测试再喷涂涂层结合力性能。循环次数基本一致，没有降低耐热冲击性能。
室温拉伸性能：GH4169合金拉伸试棒表面进行轻微吹砂后，喷涂NiAl涂层，然后去除后再喷涂涂层，进行室温拉伸力学性能试验，一次喷涂NiAl涂层试样，断后伸长率为17.5％，抗拉强度为1330MPa，去除后再喷涂涂层断后伸长率为14.8％，抗拉强度变为1290MPa，技术条件要求抗拉强度为1150MPa，断后伸长率为5％，满足指标要求。试验值无明显下降。
溶液使用寿命。在工程化应用时，保持硝酸溶液去除涂层效率，需要控制硝酸溶液去除涂层面积，当去除涂层表面积0.7dm2时，去除速率明显下降，变为0.002mm/10min，综合考虑涂层去除效率及溶液稳定性，该硝酸溶液的去除能力控制在0.7dm2/100ml为宜。

Claims (2)

1.一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)除油和水洗：采用有机溶剂除油，无油污后，冲洗干净后吹干；
(2)绝缘保护：采用绝缘保护胶将无涂层处表面绝缘保护；
(3)化学去除：配制去除槽溶液：在溶液中加入水，再依次加入同体积的硝酸，然后加入5ml/l添加剂；
(4)清理表面附着物：每隔几分钟取出试样，用刷子去除表面附着物，使涂层表面继续反应，将温度控制在25℃左右，涂层去除速率为0.005mm/10min，至反应停止；
(5)化学去除：重复步骤(3)；
(6)水洗去除绝缘物：去除表面绝缘物，然后冲洗干净，用压缩空气吹干。
2.根据权利要求1所述的去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法，其特征在于，步骤(3)所述化学去除槽溶液参数如下：硝酸：水体积比为1：1，温度：25℃。
CN201811470061.9A 2018-11-26 2018-11-26 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法 Pending CN109338367A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811470061.9A CN109338367A (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811470061.9A CN109338367A (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109338367A true CN109338367A (zh) 2019-02-15

Family

ID=65319519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811470061.9A Pending CN109338367A (zh) 2018-11-26 2018-11-26 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109338367A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112730487A (zh) * 2020-12-17 2021-04-30 河钢股份有限公司 铝硅涂层钢残余应力测量试样的制备方法及其测量方法
CN113458978A (zh) * 2021-05-27 2021-10-01 中国航发南方工业有限公司 深孔结构零件内表面的封严涂层修复方法
CN114752937A (zh) * 2022-04-19 2022-07-15 中国航发动力股份有限公司 一种用于3d打印的gh4169零件的化学加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3833414A (en) * 1972-09-05 1974-09-03 Gen Electric Aluminide coating removal method
JPS51105931A (zh) * 1975-02-10 1976-09-20 United Technologies Corp
CN1500917A (zh) * 2002-10-09 2004-06-02 ���չ�˾ 从金属基底上同时剥离多种膜层的电化学方法
CN101629296A (zh) * 2009-08-05 2010-01-20 中国人民解放军第五七一九工厂 去除镍铬铝钇涂层的清除剂组合物及其方法
CN102766867A (zh) * 2012-08-15 2012-11-07 中国南方航空工业(集团)有限公司 去除NiAl/AlSi涂层的方法
CN103422051A (zh) * 2013-08-23 2013-12-04 中国人民解放军第五七一九工厂 去除铜镍/铝石墨复合封严涂层材料的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3833414A (en) * 1972-09-05 1974-09-03 Gen Electric Aluminide coating removal method
JPS51105931A (zh) * 1975-02-10 1976-09-20 United Technologies Corp
CN1500917A (zh) * 2002-10-09 2004-06-02 ���չ�˾ 从金属基底上同时剥离多种膜层的电化学方法
CN101629296A (zh) * 2009-08-05 2010-01-20 中国人民解放军第五七一九工厂 去除镍铬铝钇涂层的清除剂组合物及其方法
CN102766867A (zh) * 2012-08-15 2012-11-07 中国南方航空工业(集团)有限公司 去除NiAl/AlSi涂层的方法
CN103422051A (zh) * 2013-08-23 2013-12-04 中国人民解放军第五七一九工厂 去除铜镍/铝石墨复合封严涂层材料的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贾瑛等: "《大学化学》", 31 January 2012, 西北工业大学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112730487A (zh) * 2020-12-17 2021-04-30 河钢股份有限公司 铝硅涂层钢残余应力测量试样的制备方法及其测量方法
CN113458978A (zh) * 2021-05-27 2021-10-01 中国航发南方工业有限公司 深孔结构零件内表面的封严涂层修复方法
CN114752937A (zh) * 2022-04-19 2022-07-15 中国航发动力股份有限公司 一种用于3d打印的gh4169零件的化学加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109338367A (zh) 一种去除等离子喷涂NiAl涂层的工艺方法
Yang et al. Improved corrosion behavior of ultrafine-grained eutectic Al-12Si alloy produced by selective laser melting
CN107012464B (zh) 一种提高铝合金耐腐蚀性能的前处理液及前处理方法
CN102390936A (zh) 耐腐蚀自清洁涂层的制备方法
CN101307448B (zh) 镁合金型材特别是镁合金管的防腐处理方法
CN109252125A (zh) 一种热镀锌铝镁合金镀层及其制备方法和应用
CN104005026A (zh) 一种在镁合金表面制备耐腐蚀超疏水膜层的方法
CN106702383A (zh) 一种β钛合金的金相腐蚀液及腐蚀方法
CN105473821B (zh) 从陶瓷基体复合材料去除阻隔涂层、粘合涂层和氧化物层的方法
CN101772592A (zh) 金属部件的制造方法、具有由此制造的金属部件的结构部件和金属部件的修补方法
CN102492324B (zh) 涂料增强剂及其制备方法和使用该增强剂的磷酸盐金属铝粉涂料
Chu et al. Effects of powder characteristics and mixing powders on cold sprayability and corrosion properties of tantalum coatings
CN110453184A (zh) 一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法
CN109468620A (zh) 一种片状金属材料表面硅烷化处理的工艺方法
CN108364780A (zh) 一种烧结钕铁硼磁体表面高耐蚀涂层的制备方法
CN113088975A (zh) 一种铝/铝/钛/镍/不锈钢复合材料用金相腐蚀剂及腐蚀方法
US6562289B1 (en) Method for improving the corrosion protection of permanent magnets containing rare earth metals
CN110629150B (zh) 燃料电池金属端板表面陶瓷涂层及其制备方法
CN105256316A (zh) 一种合金钢零件磷化前处理方法
CN108187994B (zh) 一种提高镁合金耐应力腐蚀性能环氧涂层的制备方法
CN107058992B (zh) 一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料及使用方法
CN107723694B (zh) 一种碳钢常温磷化方法
CN102000661A (zh) 钢铁表面富勒烯薄膜的粘附制备方法
CN107034471B (zh) 一种铝或铝合金表面预处理用光化处理液以及化学清洗的方法
CN102564830A (zh) 一种化学抛光剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190215

RJ01 Rejection of invention patent application after publication