CN111944972A - 一种空心叶片的喷丸方法 - Google Patents

一种空心叶片的喷丸方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111944972A
CN111944972A CN202010764808.2A CN202010764808A CN111944972A CN 111944972 A CN111944972 A CN 111944972A CN 202010764808 A CN202010764808 A CN 202010764808A CN 111944972 A CN111944972 A CN 111944972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
shot blasting
tool
water bath
hollow
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.)
Granted
Application number
CN202010764808.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111944972B (zh
Inventor
罗学昆
房昺
马世成
王欣
王强
宋颖刚
于洋
汤智慧
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 Beijing Institute of Aeronautical Materials
Original Assignee
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
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 Beijing Institute of Aeronautical Materials filed Critical AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Priority to CN202010764808.2A priority Critical patent/CN111944972B/zh
Publication of CN111944972A publication Critical patent/CN111944972A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111944972B publication Critical patent/CN111944972B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

本发明属于零件表面处理技术领域，涉及一种空心叶片的喷丸方法；本发明通过使用工装将叶片放入水浴炉中保温，确保叶片受热均匀，同时水温不超过100℃，有效防止叶片因超温而受到威胁；采用填充剂填充叶片内部管道，防止叶片喷丸过程中弹丸进入叶片内部通气管道造成堵塞；采用“高压水+水浴”的方式清理叶片内部管道的填充剂，具有效率高、洁净度高等优点，可提高工作效率；另外，采用辅助超声源，可以有效地促进填充剂与内腔壁的脱落，提高清理效率。

Description

一种空心叶片的喷丸方法
技术领域
本发明属于零件表面处理技术领域，涉及一种空心叶片的喷丸方法。
背景技术
随着航空发动机涡轮叶片使用温度的提高，叶片逐渐由实心转变为空心，叶片榫头顶部设置了进气口，叶身内部布满微小尺寸的冷却通道，而叶身表面密排大量排气口，从而降低叶片本身的温度，提高叶片的使用温度。
喷丸强化因具有疲劳性能增益效果好、结构适应性好等一系列优点，被广泛应用于涡轮叶片的加工中，成为提高使用寿命的重要手段。在喷丸强化过程中，弹丸被高压气体驱动产生高速运动，若保护不当，极有可能通过榫头顶部进气口和叶身表面排气孔进入叶片内部微小管道，造成堵塞，导致叶片报废。目前，传统的叶片喷丸方法采用胶带遮蔽保护禁喷区的简单方法，具有以下不足：(1)胶带在高速弹丸流和压缩气体的作用下，容易剥离或吹开，导致禁喷区被弹丸覆盖，造成弹丸通过进气口或排气口进入叶片内部；(2)在喷丸后胶带的清理过程中残留弹丸极易进入附近的已拆掉保护的小孔内，造成堵塞。
发明内容
本发明的目的是：提出一种空心叶片的喷丸方法，可解决喷丸过程中微小弹丸进入叶片内部通气管道造成堵塞的难题，降低叶片报废率，满足大规模生产需求。
本发明的技术方案是：
(1)将空心叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接填充剂灌注阀门；
(2)将叶片与工装同时放入水浴炉中保温，打开填充剂灌注阀门，将填充剂灌入空心叶片内部；
(3)从水浴炉中取出叶片，冷却至常温；
(4)采用胶带将叶片叶身和榫头顶部禁喷区进行遮蔽保护；
(5)将叶片放入数控喷丸机，对叶片进行喷丸强化；
(6)喷丸强化结束后，取出叶片，去除叶片叶身及榫头顶部禁喷区的胶带，采用压缩空气清除叶片表面残留弹丸；
(7)将叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接高压水灌注阀门；
(8)将叶片与工装放入水浴炉中保温，打开高压水灌注阀门，将空心叶片内部的填充剂排出；
(9)将叶片与工装从水浴炉中取出，检测叶身排气孔的水流量，确保无堵塞；
(10)将工装的入口连接压缩空气，排出空心叶片内部的残留的水。
填充剂为石蜡、松香、POE(聚烯烃弹性体)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)或EPDM(三元乙丙橡胶)。所述水浴炉的水温范围为95℃～100℃。
本发明的优点是：
其一，本发明采用填充剂填充叶片内部管道，防止弹丸在叶片喷丸过程中进入叶片内部通气管道造成堵塞。
其二，本发明采用水浴炉加热，可以确保叶片受热均匀，同时水温不超过100℃，有效防止叶片因超温而受到威胁。
其三，本发明采用“高压水+水浴”的方式清理叶片内部管道的填充剂，具有效率高、洁净度高等优点，可提高工作效率，另外，采用辅助超声源，可以有效地促进填充剂与内腔壁的脱落，提高清理效率。
附图说明
图1为工装结构示意图
具体实施方式
(1)将空心叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接填充剂灌注阀门；
(2)将叶片与工装同时放入水浴炉中保温，打开填充剂灌注阀门，将填充剂灌入空心叶片内部；
(3)从水浴炉中取出叶片，冷却至常温；
(4)采用胶带将叶片叶身和榫头顶部禁喷区进行遮蔽保护；
(5)将叶片放入数控喷丸机，对叶片进行喷丸强化；
(6)喷丸强化结束后，取出叶片，去除叶片叶身及榫头顶部禁喷区的胶带，采用压缩空气清除叶片表面残留弹丸；
(7)将叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接高压水灌注阀门；
(8)将叶片与工装放入水浴炉中保温，打开超声源，超声1～60min后，打开高压水灌注阀门，将空心叶片内部的填充剂排出；
(9)将叶片与工装从水浴炉中取出，检测叶身排气孔的水流量，确保无堵塞；
(10)将工装的入口连接压缩空气，排出空心叶片内部的残留的水。
填充剂为石蜡、松香、POE(聚烯烃弹性体)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)或EPDM(三元乙丙橡胶)中的一种。水温范围为95℃～100℃。
本发明的工作原理是：
本专利采用的填充剂的熔点不超过95℃，因此，在95℃～100℃的水浴加热条件下，填充剂呈现液态，在压力作用下可有效填充到叶片内部微小管道中。另外，水的沸点不超过100℃，可有效防止叶片超温，导致微观组织或力学性能变化。待填充完成后，将叶片取出冷却，填充剂在室温下发生凝固，呈现固态，可有效防止喷丸或胶带拆卸过程中弹丸通过进气口和出气口进入叶片内部微小管道。待喷丸结束后，再通过加热叶片，通过高压水排出叶片内部微小管道中的填充剂，并用压缩空气清除叶片内部的残留的水。
实施例1
(1)将空心叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接填充剂灌注阀门；
(2)将叶片与工装同时放入95℃水温的水浴炉中保温1min，打开填充剂灌注阀门，将填充剂灌入空心叶片内部；
(3)从水浴炉中取出叶片，冷却至常温；
(4)采用胶带将叶片叶身和榫头顶部禁喷区进行遮蔽保护；
(5)将叶片放入数控喷丸机，对叶片进行喷丸强化；
(6)喷丸强化结束后，取出叶片，去除叶片叶身及榫头顶部禁喷区的胶带，采用压缩空气清除叶片表面残留弹丸；
(7)将叶片放入工装中，拧紧螺栓，工装的入口连接高压水灌注阀门；
(8)将叶片与工装放入水浴炉中保温1min，打开高压水灌注阀门，将空心叶片内部的填充剂排出；
(9)将叶片与工装从水浴炉中取出，检测叶身排气孔的水流量，确保无堵塞；
(10)将工装的入口连接压缩空气，排出空心叶片内部的残留的水。
填充剂为石蜡。水浴炉水温为95℃。
实施例2
填充剂为松香，水浴炉水温为100℃。

Claims (10)

1.一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：
(1)将空心叶片放入工装中固定，工装的入口连接填充剂灌注阀门；
(2)将叶片与工装同时放入水浴炉中保温，打开填充剂灌注阀门，将填充剂灌入空心叶片内部；
(3)从水浴炉中取出叶片，冷却至常温；
(4)采用胶带将叶片叶身和榫头顶部禁喷区进行遮蔽保护；
(5)将叶片放入数控喷丸机，对叶片进行喷丸强化；
(6)喷丸强化结束后，取出叶片，去除叶片叶身及榫头顶部禁喷区的胶带，采用压缩空气清除叶片表面残留弹丸；
(7)将叶片放入工装中固定，工装的入口连接高压水灌注阀门；
(8)将叶片与工装放入水浴炉中保温，打开高压水灌注阀门，将空心叶片内部的填充剂排出；
(9)将叶片与工装从水浴炉中取出，检测叶身排气孔的水流量，确保无堵塞；
(10)将工装的入口连接压缩空气，排出空心叶片内部的残留的水。
2.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述工装由夹具2、垫片3、三通阀4组成；夹具2分为右夹具201和左夹具202，其中右夹具201设有单个榫槽，尺寸与叶片1的榫头101呈间隙配合；而左夹具202与三通阀4相连，左夹具202的内部有管道，左夹具202和右夹具201之间有垫片3，垫片3与叶片1的榫头101的顶部相连，垫片3的内部有管道；组装后，叶片1的排气孔103、榫头101的顶部进气口、垫片3的内部管道、左夹具202的内部管道和三通阀4组成一个通路；三通阀4通过三通分别与填充剂灌注阀门、连接高压水灌注阀门、压缩空气阀门相连。
3.根据权利要求2所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述垫片3采用橡胶或海绵材质。
4.根据权利要求2所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：右夹具201和左夹具202通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述填充剂为石蜡、松香、POE、EVA和EPDM中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述水浴炉的水温范围为95℃～100℃。
7.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述水浴炉水浴保温时间为5min。
8.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述水浴炉的下部增加超声源。
9.根据权利要求8所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述超声源中超声时间为1-60min。
10.根据权利要求1所述的一种空心叶片的喷丸方法，其特征在于：所述左夹具202与三通阀4通过螺纹连接。
CN202010764808.2A 2020-07-31 2020-07-31 一种空心叶片的喷丸方法 Active CN111944972B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010764808.2A CN111944972B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种空心叶片的喷丸方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010764808.2A CN111944972B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种空心叶片的喷丸方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111944972A true CN111944972A (zh) 2020-11-17
CN111944972B CN111944972B (zh) 2022-02-11

Family

ID=73338906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010764808.2A Active CN111944972B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种空心叶片的喷丸方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111944972B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113084711A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 中国航发南方工业有限公司 快速装夹的导向叶片的差压吹砂装置及差压吹砂方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110179844A1 (en) * 2010-01-27 2011-07-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method and apparatus for surface strengthening of blisk blades
CN106636589A (zh) * 2016-10-08 2017-05-10 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法
CN107201434A (zh) * 2017-07-29 2017-09-26 思必恩金属（昆山）有限公司 局部精控喷丸强化工艺工装夹具
CN107574293A (zh) * 2017-08-07 2018-01-12 蔡晋 一种超声喷丸强化设备
CN108223019A (zh) * 2017-12-20 2018-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种空心叶片以及其制造方法和应用
CN108422329A (zh) * 2018-02-05 2018-08-21 中国航发北京航空材料研究院 一种端齿禁喷区的保护工装及其喷丸方法
CN109628878A (zh) * 2018-11-29 2019-04-16 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种提高涡轮叶片内腔表面抗氧化及腐蚀性能的方法
CN110238747A (zh) * 2019-06-21 2019-09-17 中国航空制造技术研究院 用于复杂型面叶片表面光饰的工艺方法及工装夹具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110179844A1 (en) * 2010-01-27 2011-07-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method and apparatus for surface strengthening of blisk blades
CN106636589A (zh) * 2016-10-08 2017-05-10 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法
CN107201434A (zh) * 2017-07-29 2017-09-26 思必恩金属（昆山）有限公司 局部精控喷丸强化工艺工装夹具
CN107574293A (zh) * 2017-08-07 2018-01-12 蔡晋 一种超声喷丸强化设备
CN108223019A (zh) * 2017-12-20 2018-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种空心叶片以及其制造方法和应用
CN108422329A (zh) * 2018-02-05 2018-08-21 中国航发北京航空材料研究院 一种端齿禁喷区的保护工装及其喷丸方法
CN109628878A (zh) * 2018-11-29 2019-04-16 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种提高涡轮叶片内腔表面抗氧化及腐蚀性能的方法
CN110238747A (zh) * 2019-06-21 2019-09-17 中国航空制造技术研究院 用于复杂型面叶片表面光饰的工艺方法及工装夹具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113084711A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 中国航发南方工业有限公司 快速装夹的导向叶片的差压吹砂装置及差压吹砂方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111944972B (zh) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111944972B (zh) 一种空心叶片的喷丸方法
CN106498136B (zh) 一种高压液态或超临界态淬火的装置
EP2798095B1 (en) Pressure masking systems and methods for using the same
CN106269632A (zh) 一种航空发动机零部件涂层的去除方法
CN107849979A (zh) 涡轮叶片的修补方法
CN207464826U (zh) 一种机械加工用快速冷却装置
US5290364A (en) Process for blast cleaning fixtures having internal passageways
CN209110708U (zh) 一种数控车床刀具冷却装置
CN113289870A (zh) 一种保护燃气涡轮叶片气膜孔的喷涂工艺
EP2777827A2 (en) Pressure masking systems and methods for using same in treating techniques
CN110773501A (zh) 一种脉动多孔水射流去除涡轮叶片热障涂层堵孔的装置与方法
CN115319646B (zh) 一种涡轮叶片气膜孔分区光整装置与方法
CN111763809B (zh) 一种空心叶片内腔禁喷区的保护装置及装配方法
CN211637196U (zh) 一种带voc回收功能的一体化漆层烘干装置
CN107849978A (zh) 涡轮叶片的修补方法
DE102013021318A1 (de) Behandlungskammer für eine Reinigungsanlage
CN205201326U (zh) 一种去毛刺装置
CN203811030U (zh) 具有清灰功能的空气冷却器
CN106321441B (zh) 罗茨真空机组自洁降温机构
CN106425679A (zh) 一种可自动装卸的机床加工冷却装置
CN213737575U (zh) 一种高温罐用粉体物料添加装置
CN201471211U (zh) 用于机床的喷雾冷却装置
CN205600419U (zh) 一种阻尼喷嘴
CN215547105U (zh) 一种手持式机床用吹扫枪
US20130167870A1 (en) Pressure masking systems and methods for using the same

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant