CN110480254B - 一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机燃油系统机械部附件修复技术领域，具体是一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法，其具体步骤如下：S1；分解清洗；S2；缺陷定位并排除；S3；着色渗透；S4；清理；S5；防护；S6；表面预处理；S7；喷涂前预热；S8；冷喷涂；S9；涂层加工；S10；去应力处理；S11；着色探伤；S12；防腐处理；采用本发明可有效避免传统堆焊工艺热输入大，造成壳体产生热裂纹及基材退火软化的问题，解决了飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修理问题，同时可在低于120℃作业温度下，实现壳体的铸造缺陷修复，避免了因壳体损伤或因修理产生的二次损伤而导致整个部附件报废的问题，经济效益显著。

Description

一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法
技术领域
本发明涉及飞机燃油系统机械部附件修复技术领域，具体是一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法。
背景技术
飞机为实现减重，大量使用铝合金等轻质合金材料，其中铝硅合金由于质量轻、强度好、铸造性能优异被广泛应用于飞机燃油系统中各类部附件壳体的制造中，但受制于铸造工艺本身的特点，铸件内部易存在疏松、砂眼、缩孔、气孔等缺陷，一直是业内难题。该类缺陷在工作载荷和使用环境的多重作用下，极易发生缺陷的扩展引发壳体产生裂纹、渗漏、孔洞等故障，导致部附件出现失效。由于该壳体类零件互换性差、加工难度高，若无法修复，唯一的解决途径便是整个部附件的换新，成本高且易受外界制约。
目前针对铸造件缺陷，主要的修理方法是堆焊，但焊接工艺本身热输入大，若工艺控制不当、零件损伤修复区域较大或本身结构较薄，极易在热影响区附近因热应力出现裂纹，同时造成周围零件出现退火软化，影响整个产品的性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法。
一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法,其具体步骤如下：
S1：分解清洗：将壳体上的附属多余结构分解至不可分解的最小修复单元，分解后采用有机溶剂对壳体进行清洗；
S2：缺陷定位并排除：采用着色渗透对缺陷进行定位，定位后用记号笔对缺陷位置进行标注，标注后采用石英砂去除待修复区域周围的漆/镀层；
S3：着色渗透：采用着色渗透对缺陷打磨后的部位进行复探，若存在缺陷显示，则重复步骤S2直至缺陷被完全排除；
S4：清理：用有机溶剂清洗零件待喷涂区域，并用棉布进行擦拭，擦拭后用压缩空气吹干零件表面；
S5：防护：用高温遮蔽胶带和耐高温胶泥对壳体进行封堵和防护，特别是壳体上的孔、腔体类部位；
S6：表面预处理：对于待喷涂表面，采用棕刚玉砂进行吹砂毛化，喷完后用压缩空气吹走残留的砂粒；
S7：喷涂前预热：采用烘箱加热进行预热处理，预热温度为60℃-70℃；
S8：冷喷涂：采用冷喷涂工艺进行增材成型；
S9：涂层加工：根据壳体的修复位置和图样的尺寸精度要求，采用机械打磨或手工打磨进行涂层加工；
S10：去应力处理：打磨完成后24h内，进行低温回火消除应力处理；
S11：着色探伤：去应力处理后对涂层表面进行着色探伤检查，要求零件修复部位及修复过渡区域均无裂纹显示，若出现裂纹类缺陷时，则返工重复执行步骤S2-步骤S10；
S12：防腐处理：探伤合格后进行刷涂阿洛丁处理，刷涂方法为反复刷涂10min直至表面呈现金黄色，刷涂完成后需吹干零件表面并在50℃下干燥保温20～35min。
所述的步骤S1的有机溶剂为汽油或丙酮。
所述的步骤S2的吹砂压力为0.35～0.45MPa。
所述的步骤S4的有机溶剂可为酒精、丙酮类；其中最后一次清理距离进行冷喷涂的时间间隔不应超过4小时。
所述的步骤S6的吹砂时压力为0.25-0.35MPa、喷砂距离为150-200mm，粗糙度Ra为5.0-7.6μm。
所述的步骤S8中冷喷涂的主要工艺参数如下：
涂层材料：铝粉或铝锌合金粉末；
喷涂载气：压缩空气或氮气；
喷距，即喷枪出口与工件的距离：10-40mm；
喷枪压力：0.7-1.5MPa；
加热温度：300-500℃；
送粉量：12-85g/min。
所述的步骤(8)喷涂过程中，零件基体温度控制在120℃以下，采用红外测温仪进行测量并记录，涂层留有1-2mm的加工余量。
所述的步骤(9)中粗糙度不劣于Ra3.2μm。
所述的步骤(10)的热处理制度为：140±10℃温度下，至少保温4h。
本发明的有益效果是：采用本发明可有效避免传统堆焊工艺热输入大，造成壳体产生热裂纹及基材退火软化的问题，解决了飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修理问题，同时可在低于120℃作业温度下，实现壳体的铸造缺陷修复，避免了因壳体损伤或因修理产生的二次损伤而导致整个部附件报废的问题，经济效益显著。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的工艺流程结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1所示，一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法,其特征在于：其具体步骤如下：
S1：分解清洗：将壳体上的附属多余结构分解至不可分解的最小修复单元，分解后采用有机溶剂对壳体进行清洗，避免壳体内部管路、内孔中残留有燃油影响后续的修理；
S2：缺陷定位并排除：采用着色渗透对缺陷进行定位，定位后用记号笔对缺陷位置进行标注，标注后采用吹塑料颗粒或大于180目石英砂的方式去除待修复区域周围的漆/镀层；
S3：着色渗透：用着色渗透的方法，对缺陷打磨后的部位进行复探，确保缺陷被完全排除，若存在缺陷显示，则重复步骤S2直至缺陷被完全排除；
S4：清理：用有机溶剂清洗零件待喷涂区域，并用干净不起毛的棉布进行擦拭，擦拭后用洁净、干燥的压缩空气吹干零件表面，最后一次清理距离进行冷喷涂的时间间隔不应超过4小时；
S5：防护：用高温遮蔽胶带和耐高温胶泥对壳体进行封堵和防护，重点对壳体上的孔、腔体类部位进行保护，避免沙粒和粉尘进入内部；
S6：表面预处理：对于待喷涂表面，采用24-40目棕刚玉砂进行吹砂毛化，砂粒应干燥、无油污和其他杂质，喷完后用洁净、干燥的压缩空气吹走残留的砂粒，喷涂与喷砂处理之间间隔时间不得超过2小时；
S7：喷涂前预热：采用烘箱加热进行预热处理，预热温度为60℃-70℃，预热过程中需对温度进行监控，避免超温；
S8：冷喷涂：采用冷喷涂工艺进行增材成型；
S9：涂层加工：根据壳体的修复位置和图样的尺寸精度要求，采用机械打磨或手工打磨进行涂层加工，如无特殊要求，则需保证涂层打磨后过渡平滑，无棱角，粗糙度不劣于Ra3.2μm；
S10：去应力处理：打磨完成后24h内，进行低温回火消除应力处理；
S11：着色探伤：去应力处理后对涂层表面进行着色探伤检查，要求零件修复部位及修复过渡区域均无裂纹显示，若出现裂纹类缺陷时，则返工重复执行步骤S2-步骤S10；
S12：防腐处理：探伤合格后进行刷涂阿洛丁处理，刷涂方法为反复刷涂10min直至表面呈现金黄色，刷涂完成后需吹干零件表面并在50℃下干燥保温20～35min。
采用本发明可有效避免传统堆焊工艺热输入大，造成壳体产生热裂纹及基材退火软化的问题，解决了飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修理问题，同时可在低于120℃作业温度下，实现壳体的铸造缺陷修复，避免了因壳体损伤或因修理产生的二次损伤而导致整个部附件报废的问题，经济效益显著。
所述的步骤S1的有机溶剂为汽油或丙酮。
所述的步骤S2的吹砂压力(0.35～0.45)MPa。
所述的步骤S4的有机溶剂可为酒精、丙酮类。
所述的步骤S6的吹砂时压力为0.25-0.35MPa、喷砂距离为150-200mm，喷砂枪在工件上停留时间不允许超过15s，喷砂后要求喷砂区域完全覆盖待修复表面，喷砂后的零件表面应粗糙均匀，无光泽和暗斑，粗糙度Ra为5.0-7.6μm。
所述的步骤S8中冷喷涂的主要工艺参数如下：
涂层材料：铝粉或铝锌合金粉末，其中铝锌合金切削加工性能更优，粒度30-50μm；
喷涂载气：压缩空气或氮气；
喷距，即喷枪出口与工件的距离：10-40mm；
喷枪压力：0.7-1.5MPa；
加热温度：300-500℃；
送粉量：12-85g/min。
所述的步骤S8喷涂过程中，零件基体温度控制在120℃以下，采用红外测温仪进行测量并记录，测量部位为零件涂层边缘的工件基体，除必要的冷却外，喷涂过程必须连续，喷涂暂停时间不得超过10分钟，在喷涂和喷涂暂停时，可采用压缩空气冷却工件，喷涂根据后期加工需要，涂层留有1-2mm的加工余量。
所述的步骤S10的热处理制度为：140±10℃温度下，至少保温4h。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法,其特征在于：其具体步骤如下：
S1：分解清洗：将壳体上的附属多余结构分解至不可分解的最小修复单元，分解后采用有机溶剂对壳体进行清洗；
S2：缺陷定位并排除：采用着色渗透对缺陷进行定位，定位后用记号笔对缺陷位置进行标注，标注后采用吹塑料颗粒或大于180目石英砂的方式去除待修复区域周围的漆/镀层；
S3：着色渗透：采用着色渗透对缺陷打磨后的部位进行复探，若存在缺陷显示，则重复步骤S2直至缺陷被完全排除；
S4：清理：用有机溶剂清洗零件待喷涂区域，并用棉布进行擦拭，擦拭后用压缩空气吹干零件表面；
S5：防护：用高温遮蔽胶带和耐高温胶泥对壳体上的孔、腔体类部位进行封堵和防护；
S6：表面预处理：对于待喷涂表面，采用棕刚玉砂进行吹砂毛化，喷完后用压缩空气吹走残留的砂粒；
S7：喷涂前预热：采用烘箱加热进行预热处理，预热温度为60℃-70℃；
S8：冷喷涂：采用冷喷涂工艺进行增材成型；
S9：涂层加工：根据壳体的修复位置和图样的尺寸精度要求，采用机械打磨或手工打磨进行涂层加工；
S10：去应力处理：打磨完成后24h内，进行低温回火消除应力处理；
S11：着色探伤：去应力处理后对涂层表面进行着色探伤检查，要求零件修复部位及修复过渡区域均无裂纹显示，若出现裂纹类缺陷时，则返工重复执行步骤S2-步骤S10；
S12：防腐处理：探伤合格后进行刷涂阿洛丁处理，刷涂方法为反复刷涂10min直至表面呈现金黄色，刷涂完成后需吹干零件表面并在50℃下干燥保温20～35min；
所述的步骤S1的有机溶剂为汽油或丙酮；
所述的步骤S2的吹砂压力为0.35～0.45MPa；
所述的步骤S4的有机溶剂为酒精或丙酮；其中最后一次清理距离进行冷喷涂的时间间隔不应超过4小时；
所述的步骤S6的吹砂时压力为0.25-0.35MPa、喷砂距离为150-200mm，粗糙度Ra为5.0-7.6μm；
所述的步骤S8中冷喷涂的主要工艺参数如下：涂层材料：铝粉或铝锌合金粉末；喷涂载气：压缩空气或氮气；喷距，即喷枪出口与工件的距离：10-40mm；喷枪压力：0.7-1.5MPa；加热温度：300-500℃；送粉量：12-85g/min；
所述的步骤S8喷涂过程中，零件基体温度控制在120℃以下，采用红外测温仪进行测量并记录，涂层留有1-2mm的加工余量；
所述的步骤S9中粗糙度不劣于Ra3.2μm。
2.根据权利要求1所述的一种飞机燃油系统铝硅合金壳体铸造缺陷的修复方法,其特征在于：所述的步骤S10的热处理制度为：140±10℃温度下，至少保温4h。
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