CN113523719B - 一种螺旋叶片的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及螺旋叶片成型加工技术领域，尤其涉及一种螺旋叶片的加工工艺。一种螺旋叶片的加工工艺，包括以下处理步骤：S1、切割下料；S2、拉伸成型；S3、一级覆层：采用镍钛合金焊丝进行氩弧焊改良层，堆焊层数为一层两道，采用窄间隙埋弧焊，道与道之间的搭接率为40‑60％；S4、探伤补焊，无缺陷后进入后续步骤；S5、二级覆层：用镍铬合金焊丝在改良层表面激光焊接加强层，堆焊层数为两层三道，采用窄间隙埋弧焊，道与道之间的搭接率为20‑30%；S6、压制成型：将S3中覆层后的螺旋叶片施加压力压制成标准厚度。本申请通过两级覆层和压制成型的工艺的配合使用，保障了螺旋叶片的耐磨性和抗腐蚀性能。
Description
技术领域
本申请涉及螺旋叶片成型加工技术领域，更具体地说，它涉及一种螺旋叶片的加工工艺。
背景技术
螺旋叶片主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺旋面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能，但在混合搅拌过程中，其属于损耗部件，由于螺旋叶片上远离传动轴的一端受力作用较大，叶片边缘的磨损量也越大，因而在螺旋叶片的加工工艺中常会加入一些耐磨处理步骤。
相关技术中螺旋叶片的加工工艺如下：S1、先根据螺旋叶片展开计算公式算得平面体螺旋叶片毛坯下料图，再排版切割，制得平面体螺旋叶片毛坯；S2、加热该平面体螺旋叶片毛坯，并进行拉延，当螺旋叶片内螺旋线伸长至要求尺寸时，停止拉伸，制得粗制螺旋叶片；S3、采用铁基合金在粗制螺旋叶片端面堆焊覆层；S4、焊件冷却至室温后，进行探伤检测，无缺陷时制得成品。
但上述技术中的加工工艺，其制得的螺旋叶片虽然具有一定的耐磨性，但仍需对螺旋叶片进行定期修复，且焊层的耐腐蚀性较差，继而在应用于腐蚀性条件中时，其焊层更易发生开裂破损，继而不能保障螺旋叶片的耐磨性。
发明内容
为保障螺旋叶片耐磨性的同时，具有耐腐蚀性能，本申请提供一种螺旋叶片的加工工艺。
本申请提供的一种螺旋叶片的加工工艺采用如下的技术方案：
一种螺旋叶片的加工工艺，包括以下处理步骤：
S1、切割下料：根据螺旋叶片展开计算公式算得平面体螺旋叶片毛坯下料图后，排版切割，制得平面体螺旋叶片毛坯，加热平面体螺旋叶片毛坯；
S2、拉伸成型：拉延加热的平面体螺旋叶片毛坯后端，当螺旋叶片内螺旋线伸长至要求尺寸时，停止拉伸，即可制得粗制螺旋叶片；
S3、一级覆层：采用镍钛合金焊丝沿着粗制螺旋叶片端面氩弧焊改良层，堆焊层数为一层两道，采用窄间隙埋弧焊，道与道的焊接方向相反，道与道之间的搭接率为40-60％；
S4、探伤补焊：焊件采用多段气冷的方式冷却至室温后，进行探伤检测，出现缺陷时，进行补焊修复，无缺陷后进入后续步骤；
S5、二级覆层：用镍铬合金焊丝沿着改良层表面激光焊接加强层，堆焊层数为两层三道，采用窄间隙埋弧焊，道与道之间的搭接率为20-30％；
S6、压制成型：将S3中覆层后的螺旋叶片送入预制螺旋模具内，施加压力压制成标准厚度后，即可制得螺旋叶片。
通过采用上述技术方案，螺旋叶片在经镍钛合金和镍铬合金进行多层焊覆后，通过镍钛合金和镍铬合金本身的特性赋予了螺旋叶片表面优良的耐磨损和抗腐蚀性，且镍钛合金具有超弹性和形状记忆能力，继而使用过程中不易因受力不均发生开裂，再经压制成型后，镍钛合金焊层与镍铬合金焊层结合力较好的同时，结构更为紧密，且螺旋叶片本身的硬度大大提高，继而赋予了螺旋叶片优良的耐磨性和抗腐蚀性。
优选的，平面体螺旋叶片毛坯由如下重量百分比的组分组成：Mn:2.5-3.5wt.％；Al:3-6wt.％；C:0.4-0.8wt.％；Cr:6-12wt.％；Ti:0.3-0.5wt.％；Si：0.1-0.2wt.％；Ni：0.3-0.5wt.％；Cu：0.05-0.10wt.％；N：0.05-0.10wt.％；余量为Fe。
通过采用上述技术方案，当平面体螺旋叶片毛坯由上述重量百分比的组分组成时，其Cr元素和Ti元素的加入，可在表面形成接近贵金属电位富铬钝化层，继而显著提高了螺旋叶片的耐蚀性能，且通过Mn、Al、C、Ni、Si、Cu、N的添加，可构成少量的奥氏体结晶和稳固的马氏体，继而赋予了螺旋叶片优良的硬度和耐磨性。
优选的，所述S1中平面体螺旋叶片毛坯的加热温度为900-1100℃。
通过采用上述技术方案，上述重量百分比组分组成的平面体螺旋叶片毛坯其在该温度下形成的马氏体板条束较小，且形成的奥氏体晶粒数量较细，继而奥氏体晶粒与马氏体板条的相界面相阻碍位错运动时，可对马氏体起到强化作用，保障了螺旋叶片的硬度和耐磨性。
优选的，所述S3中焊接电流为100-180A，焊接电压为18-20V，道间温度为100-120℃，氩气流量为15-25L/min。
通过采用上述技术方案，上述焊接电压和焊接电流使得焊接过程中熔池较为稳定，不易产生电弧现象的同时，电渣不易发生飞溅，继而保障了焊缝质量，上述道间温度则是使得堆焊层成形良好，不易有夹渣等缺陷，保障了焊层表面的质量。
优选的，所述S3中焊接速度为10-15cm/min，所使用镍铬合金焊丝的直径为1.5-1.8mm。
通过采用上述技术方案，上述焊接速度和焊丝直径在应用于该电极条件下时，电压波动较小，其渣池最为稳定的同时，不易产生电弧现象，继而保证了堆焊层的性能，赋予了焊层优良的耐磨性和抗腐蚀性。
优选的，所述S3中镍钛合金焊丝由如下重量百分比的组分组成：C:0.05-0.1wt.％；Mn:2.5-3.5wt.％；Fe:3.0-5.0wt.％；Ti:38-43wt.％；Nb:1.0-2.5wt.％；Ta:0.5-1.5wt.％；余量为Ni。
通过采用上述技术方案，当镍钛合金焊丝由上述重量百分比的组分组成时，其通过Ni元素和Ti元素的加入，配合少量的Nb、Ta、Mn、Fe等元素，可赋予镍钛合金焊丝较为优良的超弹性和形状记忆能力，继而在螺旋叶片的应用过程中，其焊层结构最为稳定，不易因受力不均发生开裂，保障了螺旋叶片的硬度和耐磨性。
优选的，所述S5中激光焊接的功率密度为20000-40000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为15-25L/min。
通过采用上述技术方案，上述功率密度，其在微秒时间范围内，即可在表层汽化前，将底层升至熔点，并将镍铬合金焊接在改良层上，形成较为良好的熔融焊接，继而保障了螺旋叶片焊层的耐磨性和耐腐蚀性。
优选的，所述S5中激光扫描速度为15-20mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.5-3.0mm。
通过采用上述技术方案，上述焊接速度和焊丝直径在应用于该激光功率密度条件下时，可稳定高效的将镍铬合金焊层焊接至镍钛合金焊层上，且两者间的熔融焊接效果较好，继而赋予了堆焊层优良的耐磨性和抗腐蚀性。
优选的，所述S5中镍铬合金焊丝由如下重量百分比的组分组成：C:0.05-0.1wt.％；Mn:2.5-3.5wt.％；Fe:3.0-5.0wt.％；Cr:18-23wt.％；Nb:1.0-2.5wt.％；Ta:0.5-1.5wt.％；余量为Ni。
通过采用上述技术方案，当镍铬合金焊丝由上述重量百分比的组分组成时，其通过Ni元素和Cr元素的加入，配合少量的Nb、Ta、Mn、Fe等元素，可赋予镍铬合金焊丝较为优良的硬度和耐腐蚀性，继而在螺旋叶片的应用过程中，可保障螺旋叶片的耐磨性和使用寿命。
优选的，所述S6中的单位压制压力为800-1000Mpa。
通过采用上述技术方案，上述单位压制压力下压制成型的螺旋叶片，其焊层结构间焊接关系更为紧密牢固的同时，螺旋叶片本身硬度的提升较为显著。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过镍钛合金和镍铬合金的多层焊覆，配合压制成型工艺的使用，赋予了螺旋叶片表面优良的耐磨损和抗腐蚀性，且螺旋叶片硬度较高的同时，能具有一定程度的超弹性和形状记忆能力，继而使用过程中不易因受力均匀，不易发生开裂，保障了螺旋叶片的使用寿命；
2.本申请通过上述重量百分比组分组成的平面体螺旋叶片毛坯配合特定加热温度，保障了螺旋叶片的硬度和耐磨性，其形成的马氏体板条可与奥氏体晶粒相阻碍位错运动，并起到强化作用；
3.本申请通过控制焊接电压和焊接电流，使得焊接过程中熔池较为稳定，不易产生电弧现象的同时，电渣不易发生飞溅，继而保障了焊缝和焊层的质量；
4.本申请通过控制功率密度，使其能在微秒时间范围内，将镍铬合金充分焊接在改良层上，并形成较为良好的熔融焊接，继而赋予了螺旋叶片焊层优良的耐磨性和耐腐蚀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1-6
一种镍钛合金焊丝，其各组分及重量百分比如表1所示。
表1制备例1-6中镍钛合金焊丝各组分及其重量百分比
制备例7-12
一种镍铬合金焊丝，其各组分及重量百分比如表2所示。
表2制备例7-12中镍铬合金焊丝各组分及其重量百分比
实施例
实施例1
一种螺旋叶片的加工工艺，包括以下处理步骤：
S1、切割下料：根据螺旋叶片展开计算公式算得平面体螺旋叶片毛坯下料图后，排版切割，制得平面体螺旋叶片毛坯，加热平面体螺旋叶片毛坯至900℃。
平面体螺旋叶片毛坯各组分及相应重量百分比如表3所示。
S2、拉伸成型：先在平面体螺旋叶片毛坯的后端焊接拉伸辅助用带孔连接板，再将加热的平面体螺旋叶片毛坯前端固定在预成型的管轴上，拉延加热的平面体螺旋叶片毛坯后端的拉伸辅助用带孔连接板，当螺旋叶片内螺旋线伸长至要求尺寸时，停止拉伸，即可制得粗制螺旋叶片。
S3、一级覆层：采用制备例1中镍钛合金焊丝沿着粗制螺旋叶片端面氩弧焊过渡层，焊接电流为80A，焊接电压为16V，道间温度为80℃，氩气流量为10L/min，焊接速度为7.5cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为1.3mm，堆焊层数为一层两道，采用窄间隙埋弧焊，道与道的焊接方向相反，道与道之间的搭接率为50％。
S4、探伤补焊：焊件采用三段气冷的方式冷却至室温，即先通入高压气体气冷至600℃时，保温15min，再通入高压气体气冷至300℃，保温10min后，最后再通入高压气体直至冷却到室温后，探伤检测，出现缺陷时，进入S3步骤中进行补焊修复，无缺陷后进入后续步骤。
S5、二级覆层：采用制备例7中镍铬合金焊丝沿着过渡层表面激光焊接加强层，激光焊接的功率密度为10000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为10L/min，激光扫描速度为10mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.0mm，堆焊层数为两层三道，采用窄间隙埋弧焊，道与道之间的搭接率为25％。
S6、压制成型：将S3中覆层后的螺旋叶片送入预制螺旋模具内，施加压力压制成标准厚度20mm，单位压制压力为700Mpa，即可制得螺旋叶片。
表3实施例1-6中平面体螺旋叶片毛坯各组分及其重量百分比
实施例7
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例3的不同之处在于，S1中平面体螺旋叶片毛坯的加热温度为900℃。
实施例8
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例3的不同之处在于，S1中平面体螺旋叶片毛坯的加热温度为1000℃。
实施例9
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例3的不同之处在于，S1中平面体螺旋叶片毛坯的加热温度为1100℃。
实施例10
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例3的不同之处在于，S1中平面体螺旋叶片毛坯的加热温度为1200℃。
实施例11
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S3中焊接电流为100A，焊接电压为18V，道间温度为100℃，氩气流量为15L/min。
实施例12
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S3中焊接电流为140A，焊接电压为19V，道间温度为110℃，氩气流量为20L/min。
实施例13
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S3中焊接电流为180A，焊接电压为20V，道间温度为120℃，氩气流量为25L/min。
实施例14
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S3中焊接电流为200A，焊接电压为22V，道间温度为140℃，氩气流量为30L/min。
实施例15
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例12的不同之处在于，S3中焊接速度为10cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为1.5mm。
实施例16
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例12的不同之处在于，S3中焊接速度为12.5cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为1.65mm。
实施例17
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例12的不同之处在于，S3中焊接速度为15cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为1.8mm。
实施例18
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例12的不同之处在于，S3中焊接速度为17.5cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为2.0mm。
实施例19-23
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所用镍钛合金焊丝的使用情况不同，具体对应关系如表4所示。
表4实施例19-23中镍钛合金焊丝使用情况对照表
| 组别 | 镍钛合金焊丝 |
| 实施例19 | 由制备例2制得 |
| 实施例20 | 由制备例3制得 |
| 实施例21 | 由制备例4制得 |
| 实施例22 | 由制备例5制得 |
| 实施例23 | 由制备例6制得 |
实施例24
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S5中激光焊接的功率密度为20000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为15L/min。
实施例25
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S5中激光焊接的功率密度为30000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为20L/min。
实施例26
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S5中激光焊接的功率密度为40000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为25L/min。
实施例27
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S5中激光焊接的功率密度为50000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为30L/min。
实施例28
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例25的不同之处在于，S5中激光扫描速度为15mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.5mm。
实施例29
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例25的不同之处在于，S5中激光扫描速度为17.5mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.75mm。
实施例30
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例25的不同之处在于，S5中激光扫描速度为20mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为3.0mm。
实施例31
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例25的不同之处在于，S5中激光扫描速度为25mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为3.5mm。
实施例32-36
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，所用镍铬合金焊丝的使用情况不同，具体对应关系如表5所示。
表5实施例32-36中镍铬合金焊丝使用情况对照表
| 组别 | 镍铬合金焊丝 |
| 实施例32 | 由制备例8制得 |
| 实施例33 | 由制备例9制得 |
| 实施例34 | 由制备例10制得 |
| 实施例35 | 由制备例11制得 |
| 实施例36 | 由制备例12制得 |
实施例37
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S6中的单位压制压力为800Mpa。
实施例38
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S6中的单位压制压力为900Mpa。
实施例39
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S6中的单位压制压力为1000Mpa。
实施例40
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S6中的单位压制压力为1100Mpa。
对比例
对比例1
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，一级覆层采用的焊丝为铁基焊丝，型号GB/T：EZFe-2，采购自南宫市银辉焊接材料制造厂。
对比例2
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，加工工艺中不包括二级覆层步骤。
对比例3
一种螺旋叶片的加工工艺，与实施例1的不同之处在于，加工工艺中不包括压制成型步骤。
性能检测试验
检测方法
分别取实施例1-40和对比例1-3中制得的螺旋叶片作为测试对象，制成70mm*25mm*20mm的试样,分别测试每组的体积磨损量V(mm3)和磨痕深度D(mm)。具体检测步骤和检测标准参照GB/T 34501-2017《硬质合金耐磨试验方法》,测试结果记入表6。
耐腐蚀性试验：选取实施例1-40和对比例1-3制得的螺旋叶片作为测试对象，制成70mm*25mm*20mm的试样,做96h盐雾试验，当表面发生腐蚀时，记录缺陷面积A/％,测试结果计入下列表6中，具体检测步骤和检测标准参照GB/T10125-1997《盐雾试验国家标准》。
表6性能检测结果
结合实施例1-6和对比例1并结合表6可以看出，实施例1-6中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.050mm3，磨痕深度D均小于1.0mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.40％。
对比例1中一级覆层采用的焊丝为铁基焊丝，其耐磨性能大幅度降低，其体积磨损量V高达0.386mm3，磨痕深度D高达2.15mm，96h后缺陷面积A/％高达2.43％。
实施例3为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.021mm3，磨痕深度D仅为0.65mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.26％。由此可见该组分配比下的螺旋叶片，其耐磨性能最为优异，其Cr元素和Ti元素可通过在表面形成接近贵金属电位富铬钝化层，显著提高螺旋叶片的耐蚀性能，且配合Mn、Al、C、Ni、Si、Cu、N的添加，可构成少量的奥氏体结晶和细密的马氏体板条，继而赋予了螺旋叶片优良耐磨性。
结合实施例1、实施例7-10并结合表6可以看出，实施例7-10中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.025mm3，磨痕深度D均小于0.65mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.30％。
实施例8为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.017mm3，磨痕深度D仅为0.55mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.25％。由此可见该组分及温度下烧结形成的马氏体板条束和奥氏体晶粒最为细密，继而两者相界面相阻碍位错运动时，可强化马氏体，赋予了螺旋叶片优良的硬度和耐磨性。
结合实施例1、实施例11-14并结合表6可以看出，实施例11-14中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.040mm3，磨痕深度D均小于0.90mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.40％。
对比例2中不包括二级覆层，其耐磨性能大幅度降低，其体积磨损量V高达0.253mm3，磨痕深度D高达1.80mm，96h后缺陷面积A/％高达2.10％。
实施例12为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.032mm3，磨痕深度D仅为0.81mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.32％。由此可见上述焊接电压和焊接电流条件为最优条件，该焊接过程中熔池较为稳定，且不易产生电弧现象的同时，焊缝和焊层表面的质量良好，继而保障了螺旋叶片的耐磨性。
结合实施例1、实施例15-18并结合表6可以看出，实施例15-18中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.030mm3，磨痕深度D均小于0.80mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.30％。
实施例16为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.025mm3，磨痕深度D仅为0.71mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.28％。由此可见当焊接速度为12.5cm/min，所使用镍钛合金焊丝的直径为1.65mm时，其在特定电压下的波动较小，渣池最为稳定的同时，不易产生电弧现象，继而赋予了堆焊层优良的耐磨性和抗腐蚀性。
结合实施例1、实施例19-23并结合表6可以看出，实施例19-23中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.035mm3，磨痕深度D均小于0.85mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.35％。
实施例20为最优实施例，即制备例3中镍钛合金焊丝其对螺旋叶片耐磨性的提升效果最好，在测试过程中的体积磨损量V仅为0.022mm3，磨痕深度D仅为0.73mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.25％。由此可见当镍钛合金焊丝由制备例3中重量百分比的组分组成时，可赋予镍钛合金焊丝最为优良的超弹性和形状记忆能力，继而保障了焊层结构的稳定性，其不易因受力不均发生开裂，螺旋叶片的耐磨性较高。
结合实施例1、实施例24-27并结合表6可以看出，实施例24-27中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.040mm3，磨痕深度D均小于0.90mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.31％。
实施例25为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.034mm3，磨痕深度D仅为0.83mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.22％。由此可见激光焊接的功率密度为30000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为20L/min时，其在微秒时间范围内，即可在表层汽化前，将底层升至熔点，并将镍铬合金焊接在改良层上，形成较为良好的熔融焊接，继而赋予了螺旋叶片焊层优良的耐磨性和耐腐蚀性。
结合实施例1、实施例28-31并结合表6可以看出，实施例28-31中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.031mm3，磨痕深度D均小于0.80mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.21％。
实施例29为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.025mm3，磨痕深度D仅为0.72mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.16％。由此可见激光焊接的功率密度为30000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为20L/min，激光扫描速度为17.5mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.75mm时，可稳定高效的将镍铬合金焊层焊接至镍钛合金焊层上，且两者间的熔融焊接效果最好，保障了堆焊层的耐磨性和抗腐蚀性。
结合实施例1、实施例32-36并结合表6可以看出，实施例32-36中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.030mm3，磨痕深度D均小于0.75mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.16％。
实施例33为最优实施例，即制备例9中镍铬合金焊丝其对螺旋叶片耐磨性和耐腐蚀性的提升效果最好，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.023mm3，磨痕深度D仅为0.71mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.10％。由此可见上述组分及配比的镍铬合金焊丝，可赋予镍铬合金焊丝最为优良的耐磨性和耐腐蚀性，继而在螺旋叶片的应用过程中，可延长螺旋叶片的使用寿命。
结合实施例1、实施例37-40并结合表6可以看出，实施例37-40中螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V均低于0.035mm3，磨痕深度D均小于0.85mm，96h后缺陷面积A/％均低于0.36％。
对比例3中不包括二级覆层，其耐磨性能大幅度降低，其体积磨损量V高达0.071mm3，磨痕深度D高达1.13mm，96h后缺陷面积A/％高达0.96％。
实施例38为最优实施例，螺旋叶片在测试过程中的体积磨损量V仅为0.027mm3，磨痕深度D仅为0.74mm，96h后缺陷面积A/％仅为0.32％。由此可见S6中的单位压制压力为900Mpa时，其对螺旋叶片本身硬度和耐磨性的提升较为显著，且焊层结构间的焊接关系更为紧密牢固。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (1)
1.一种螺旋叶片的加工工艺，其特征在于，包括以下处理步骤：
S1、切割下料：根据螺旋叶片展开计算公式算得平面体螺旋叶片毛坯下料图后，排版切割，制得平面体螺旋叶片毛坯，加热平面体螺旋叶片毛坯至900-1100℃；
平面体螺旋叶片毛坯由如下重量百分比的组分组成：Mn: 2.5-3.5wt.%；Al: 3-6wt.%；C: 0.4-0.8wt.%；Cr: 6-12wt.%；Ti: 0.3-0.5wt.%；Si：0.1-0.2wt.%；Ni：0.3-0.5wt.%；Cu：0.05-0.10wt.%；N：0.05-0.10wt.%；余量为Fe；
S2、拉伸成型：拉延加热的平面体螺旋叶片毛坯后端，当螺旋叶片内螺旋线伸长至要求尺寸时，停止拉伸，即可制得粗制螺旋叶片；
S3、一级覆层：采用镍钛合金焊丝沿着粗制螺旋叶片端面氩弧焊改良层，堆焊层数为一层两道，采用窄间隙埋弧焊，道与道的焊接方向相反，道与道之间的搭接率为40-60％；
所述S3中焊接电流为100-180 A，焊接电压为18-20 V，道间温度为100-120 ℃，氩气流量为15-25L/min；
所述S3中焊接速度为10-15 cm/min，所使用镍铬合金焊丝的直径为1.5-1.8mm；
所述S3中镍钛合金焊丝由如下重量百分比的组分组成：C: 0.05-0.1wt.%；Mn: 2.5-3.5wt.%；Fe: 3.0-5.0wt.%；Ti: 38-43wt.%；Nb: 1.0-2.5wt.%；Ta: 0.5-1.5wt.%；余量为Ni；
S4、探伤补焊：焊件采用多段气冷的方式冷却至室温后，进行探伤检测，出现缺陷时，进行补焊修复，无缺陷后进入后续步骤；
S5、二级覆层：用镍铬合金焊丝沿着改良层表面激光焊接加强层，堆焊层数为两层三道，采用窄间隙埋弧焊，道与道之间的搭接率为20-30%；
所述S5中激光焊接的功率密度为20000-40000W/cm2，采用氩气保护，氩气流量为15-25L/min；
所述S5中激光扫描速度为15-20mm/s，所使用镍铬合金焊丝的直径为2.5-3.0mm；
所述S5中镍铬合金焊丝由如下重量百分比的组分组成：C: 0.05-0.1wt.%；Mn: 2.5-3.5wt.%；Fe: 3.0-5.0wt.%；Cr: 18-23wt.%；Nb: 1.0-2.5wt.%；Ta: 0.5-1.5wt.%；余量为Ni；
S6、压制成型：将S3中覆层后的螺旋叶片送入预制螺旋模具内，施加800-1000 Mpa压力压制成标准厚度后，即可制得螺旋叶片。
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