CN114473876B - 一种清除叶片表面残余渗层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清除叶片表面残余渗层的方法，包括以下步骤：清除前的准备；对金属检查片进行清理；确定清除叶片表面残余渗层的最终参数；清除叶片表面残余渗层。本发明可用于形面复杂的航空发动机、燃气涡轮发动机涡轮工作叶片、导向叶片渗金属前后及叶片大修时表面清理、修正表面粗糙度、提高零件表面质量、残余渗层去除等应用。本发明的方法解决了复杂型面叶片表面清理，精准清除渗金属(铝、铝硅、铝铬)后表面残余渗层，提高产品质量、表面完整性及叶片使用寿命，避免由于过渗金属层导致叶片报废。

Description

一种清除叶片表面残余渗层的方法
技术领域
本发明属于化学热处理技术领域，具体涉及一种清除叶片表面残余渗层的方法。
背景技术
叶片是航空发动机、燃气涡轮发动机上的关键重要部件，其质量好坏决定发动机的寿命和可靠性。
为了提高涡轮叶片的抗高温氧化和腐蚀性能，需要在叶片表面施加防护渗层，如渗铝、渗铝铬、渗铝硅等渗层。由于渗金属层在提高抗高温氧化和腐蚀性能的同时，对零件的持久和疲劳性能有负面影响，因此，一般情况下都要求局部渗层，但受渗金属工艺特点限制，无绝对有效方法防护非渗部位，所以，清理残余渗层非常重要。另外，叶片在服役一个寿命期大修后，需要重新渗层，渗前也需要清理渗层。
目前清理非渗部位渗层采用液体吹砂清理表面的方法，操作者一手持吹砂水枪，另一只手持叶片，进行手工清理残余渗层。其缺陷是：
1)去除量多少靠操作者熟练程度不同有差异；
2)吹砂角度、距离不能保持一致，人工控制压力容易产生脉冲流，因此不能保证每片叶片的去除量相同；
3)操作者劳动强度大，工作环境差，受粉尘、噪声的污染；
4)由于控制不了去除量，增加了叶片报废率。
发明内容
本发明的目的是提供一种清除叶片表面残余渗层的方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种清除叶片表面残余渗层的方法，包括以下步骤：
清除前的准备：
配置乳浊液；
设置金属检查片，对金属检查片厚度进行测量，得出清理前金属检查片的厚度a；
对金属检查片进行清理：
水枪吸取配置好的乳浊液并以一初始参数喷射金属检查片，其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，初始压力P为0.45-4.1kgf/cm2，初始时间T为40s-2.5min，喷射距离为100mm-125mm，喷射角度为40°-75°；
确定清除叶片表面残余渗层的最终参数：
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b；
若去除厚度c满足0.005-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.005-0.09mm的清除要求，则修改初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.005-0.09mm的清除要求的最终参数；
清除叶片表面残余渗层：
水枪吸取配置好的乳浊液并以最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
作为本发明中一种具体的技术方案，配置乳浊液时，将水和磨料颗粒按照体积比(4-9)：1混合，得到乳浊液，其中，磨料颗粒的颗粒粒度为0.14mm-0.063mm。
作为本发明中一种优选的技术方案，在得到乳浊液后，3min-5min内接通液压泵，液压泵的输出端连接水枪，水枪通过液压泵吸取配置好的乳浊液后喷射金属检查片或叶片；所述水枪的喷嘴的直径为7.5mm-9.5mm。
作为本发明中一种优选的技术方案，在液压泵连续工作8小时后，检查乳浊液中磨料颗粒的浓度，若磨料颗粒在乳浊液中的体积分数小于10％，则向当前的乳浊液中加入磨料颗粒，保证磨料颗粒在乳浊液中的体积分数为10％-20％。
作为本发明中一种优选的技术方案，在对金属检查片进行清理前，设置与叶片结构相对应的叶片样件，并将金属检查片设置于叶片样件上；
对金属检查片进行清理时，水枪吸取配置好的乳浊液后是以初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置；
确定清除叶片表面残余渗层的最终参数时，是对叶片样件上设置金属检查片的位置进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
作为本发明中一种具体的技术方案，当对叶片排气边表面残余渗层进行清除时，包括对缘板与叶身之间缝隙R处的清除、对叶冠与叶身之间缝隙R处的清除以及对排气边内表面的清除；
在对缘板与叶身之间缝隙R处进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为40°-50°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.05-0.09mm；
在对叶冠与叶身之间缝隙R处进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为65°-75°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.05-0.09mm；
在对排气边内表面进行清除时，水枪沿形成排气边内表面的排气边劈缝进行往复喷射，往复行程为70mm，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为55°-65°，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.03-0.06mm。
作为本发明中一种具体的技术方案，当对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，椭圆形区域距离排气边5-7mm，距离榫头上缘板10mm，椭圆形区域的长轴为40mm，短轴为10mm；水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为105-125mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为55°-65°；
在清除时按以下具体步骤进行：
水枪吸取配置好的乳浊液并沿椭圆形区域的长轴对叶片样件进行2次往复喷射，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，完成初步喷射；
初步喷射结束后，对位于进气边局部的椭圆形区域以外的非清除区域用橡皮套保护，并将叶片样件安装在夹具上；
水枪对椭圆形区域进行往复喷射，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，初始压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，初始时间T＝45±5s，完成二步喷射；
二步喷射结束后，去除橡皮套，水枪对椭圆形区域及周边再次进行喷射，水枪的具体压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，具体喷射时间T＝15±2s，完成最终喷射，去除厚度c的清除要求为0.005±0.015mm。
作为本发明中一种具体的技术方案，当对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为105-125mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为40°-50°，水枪沿叶片延伸段的长度方向进行往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.06-0.09mm。
作为本发明中一种具体的技术方案，当对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除，在确定清除叶片表面残余渗层的最终参数时，水枪设置有四个，两个水枪的喷嘴分别对准上缘板上叶盆上的任意一点和叶背上任意一点，另外两个水枪的喷嘴分别对准叶片样件的叶身中心位置任意不同的两点，四个水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离均为105-125mm，四个水枪与叶片样件之间的喷射夹角均为40°-50°，每个水枪喷射时的初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，每个水枪喷射时的初始时间T＝2.0±0.5min，四个水枪喷射的四个清除位置所去除厚度c的清除要求均为0.06-0.09mm；
在对叶身和流道表面转接R处进行清除前，用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠缘板隔开，对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除时，从叶盆方向，水枪的喷嘴与叶片之间的喷射距离为100-120mm，水枪的喷嘴与叶片的轴线之间的喷射夹角为40°-50°，水枪沿叶身和流道表面进行往复喷射，往复行程为45mm，频率Z＝27次/min，初始压力P＝4.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，叶片主轴以1.4r/min的转速旋转，水枪上的喷嘴的直径Ф＝9±0.5mm，最终去除厚度c的清除要求为0.03-0.05mm。
作为本发明中一种具体的技术方案，当对叶片气膜孔的残余渗层进行清除，水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离为105-125mm，水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝27次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，水枪行程长度为60mm，去除厚度c的清除要求为0.03-0.06mm；
根据去除厚度c将水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离修改为100-120mm，最终参数修改为：水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离为100-120mm，水枪的喷嘴与叶片轴线之间的喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min；
在清除叶片气膜孔的残余渗层时，先用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠缘板隔开，然后水枪的喷嘴从叶盆方向对叶片气膜孔的残余渗层进行清理。
有益效果：本发明中清除叶片表面残余渗层的方法，将含有细小磨料粒子的乳浊液通过压缩空气从液压泵喷射到工件表面，通过磨料颗粒与工件表面高速碰撞，使工件上局部应力场应力高速集中并快速变化，进而产生冲蚀、剪切，在磨粒作用下材料产生脱落并随磨料液流出而达到去除材料的目的。本发明可用于形面复杂的航空发动机、燃气涡轮发动机涡轮工作叶片、导向叶片渗金属前后及叶片大修时表面清理、修正表面粗糙度、提高零件表面质量、残余渗层去除等应用。本发明的方法解决了复杂型面叶片表面清理，精准清除渗金属(铝、铝硅、铝铬)后表面残余渗层，提高产品质量、表面完整性及叶片使用寿命，避免由于过渗金属层导致叶片报废。由于渗金属层对叶片疲劳性能有所降低，因此在叶片的延伸段及榫齿不允许有渗层，但由于渗层工艺原因，渗金属过程中很难防护，导致漏渗，并在渗层去除清理中采用手工清理，难于控制去除量，约有5％的叶片由于过渗金属及去除量不当导致报废，面对这些问题，本发明可以很好的解决。
附图说明
图1为对缘板与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时的示意图；
图2为对叶冠与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时的示意图；
图3为对排气边内表面的残余渗层进行清除时的示意图；
图4.1为对位于进气边局部的椭圆形区域的残余渗层进行清除时的示意图；
图4.2为图4.1中的A-A向剖视图；
图5.1为对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时的示意图；
图5.2为图5.1中的B-B向剖视图；
图6为对叶身和流道表面转接R处残余渗层进行清除时的示意图；
图7为水枪从叶盆方向对叶身和流道表面进行清除时的示意图；
图8为实施例四中水枪的喷嘴相对叶片样件的位置示意图；
图9为对叶片气膜孔的残余渗层进行清除时的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例一：
如图1-4所述，本实施例提供了一种清除叶片表面残余渗层的方法，具体是对叶片排气边表面残余渗层的清除，包括以下步骤：
一、清除前的准备
1、配置乳浊液
(1)将水和磨料颗粒按照体积比(4-9)：1混合(比如80升水和20dm3的磨料颗粒，此时水和磨料颗粒按照体积比为4：1)，得到乳浊液，其中，磨料颗粒的颗粒粒度为0.14mm-0.063mm，也就是120目-240目，实际中优选的是设置两个过滤筛，筛出颗粒粒度为0.14mm-0.063mm之间的磨料颗粒进行使用；在得到乳浊液后，3min-5min内接通液压泵，液压泵的输出端连接水枪，水枪通过液压泵吸取配置好的乳浊液后喷射金属检查片或叶片，其中，所述水枪的喷嘴的直径优选为7.5mm-9.5mm，可以是7.5mm、8.5mm或9.5mm，根据实际情况而定，不做具体的限制，保证水枪喷射出的乳浊液对叶片表面残余渗层的清理效果；
(2)时刻监测乳浊液中磨料颗粒的浓度，而在液压泵连续工作8小时后，则必须检查乳浊液中磨料颗粒的浓度，若磨料颗粒在乳浊液中的体积分数小于10％(鉴于此，水和磨料颗粒按照体积比优选的要大于9：1的比例)，则向当前的乳浊液中加入磨料颗粒，保证磨料颗粒在乳浊液中的体积分数为10％-20％，保证具有足够的颗粒粒度，进而保证乳浊液对叶片表面残余渗层的清理效果；需要说明的是，在液压泵接通前选取乳浊液，不通压缩空气时，将水枪放入液箱中。
2、设置金属检查片，对金属检查片厚度进行测量，得出清理前金属检查片的厚度a。
3、设置与叶片结构相对应的叶片样件，并将金属检查片设置于叶片样件上。
二、对金属检查片进行清理
此处需要说明的是，对叶片排气边表面残余渗层的清除，包括对缘板与叶身之间缝隙R处(本实施例与其他实施例中的R处均指的是弧形位置部位)的清除、对叶冠与叶身之间缝隙R处的清除以及对排气边内表面的清除。
1、如图1所示，当在对缘板与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时，金属检查片是设置于缘板与叶身之间缝隙R处，此时水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，具体的，喷射距离为115-120mm，喷射夹角为40°-50°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min。
2、如图2所示，当在对叶冠与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时，金属检查片是设置于叶冠与叶身之间缝隙R处，此时水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，具体的，喷射距离为115-120mm，喷射夹角为65°-75°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min。
3、如图3所示，当在对排气边内表面的残余渗层进行清除时，金属检查片是设置于排气边内表面处，此时水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，具体的，喷射距离为115-120mm，喷射夹角为55°-65°，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min。
三、确定清除叶片表面残余渗层的最终参数
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
1、当在对缘板与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.05-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.05-0.09mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.05-0.09mm的清除要求的最终参数。
2、当在对叶冠与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.05-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.05-0.09mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.05-0.09mm的清除要求的最终参数。
3、当在对排气边内表面的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.03-0.06mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.03-0.06mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.03-0.06mm的清除要求的最终参数。
四、清除叶片表面残余渗层
在对缘板与叶身之间缝隙R处、叶冠与叶身之间缝隙R处以及排气边内表面进行清除时，水枪吸取配置好的乳浊液并以对应的最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
实施例二：
如图4.1和图4.2所示，本实施例提供了一种清除叶片表面残余渗层的方法，具体是对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层的清除，包括以下步骤：
一、清除前的准备
本实施例中清除前的准备工作与实施例一中清除前的准备工作相同，因此此处不做详细阐述。
二、对金属检查片进行清理
此处需要说明的是，当对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，椭圆形区域为距离排气边5-7mm，距离榫头上缘板10mm，椭圆形区域的长轴为40mm，短轴为10mm，在进气边，满足此椭圆形区域要求的即为清理区域。
当在对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，金属检查片是设置于叶片样件对应的进气边局部的椭圆形区域的，此时水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置，如图4.1所示；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度。
在清除时按以下具体步骤进行：
1、水枪吸取配置好的乳浊液并沿椭圆形区域的长轴对叶片样件进行2次往复喷射，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，完成初步喷射；
2、初步喷射结束后，对位于进气边局部的椭圆形区域以外的非清除区域用橡皮套保护，并将叶片样件安装在夹具上；
3、水枪对椭圆形区域进行往复喷射，如图4.2所示，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，喷射距离为105-125mm，喷射夹角为55°-65°，初始压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，初始时间T＝45±5s，完成二步喷射；
4、二步喷射结束后，去除橡皮套，水枪对椭圆形区域及周边再次进行喷射，水枪的具体压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，具体喷射时间T＝15±2s，完成最终喷射。
三、确定清除叶片表面残余渗层的最终参数
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
当在对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.005±0.015mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.005±0.015mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.005±0.015mm的清除要求的最终参数。
需要说明的是，在本实施例中，0.005±0.015mm的清除要求实际上是最佳的选择是0.005mm，但是因为实际情况，比如金属检查片的厚度存在误差，测量时存在的误差，而±0.015mm就是允许存在的误差范围。
四、清除叶片表面残余渗层
在位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，水枪吸取配置好的乳浊液并以对应的最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
实施例三：
如图5所示，本实施例提供了一种清除叶片表面残余渗层的方法，具体是对最终加工的叶片延伸段的残余渗层的清除，包括以下步骤：
一、清除前的准备
本实施例中清除前的准备工作与实施例一中清除前的准备工作相同，因此此处不做详细阐述。
二、对金属检查片进行清理
当对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时，金属检查片是设置于叶片样件上与最终加工的叶片延伸段所对应的位置，此时水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，喷射距离为105-125mm，喷射夹角为40°-50°，水枪沿叶片延伸段的长度方向进行往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min。
三、确定清除叶片表面残余渗层的最终参数
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
当在对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.06-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.06-0.09mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.06-0.09mm的清除要求的最终参数。
四、清除叶片表面残余渗层
在对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时，水枪吸取配置好的乳浊液并以对应的最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
实施例四：
如图6-8所示，本实施例提供了一种清除叶片表面残余渗层的方法，具体是对叶身和流道表面转接R处残余渗层的清除，包括以下步骤：
一、清除前的准备
本实施例中清除前的准备工作与实施例一中清除前的准备工作相同，因此此处不做详细阐述。
二、对金属检查片进行清理
水枪设置有四个，如图6所示，其中图6的标记1、2、3、4分别代表四个水枪的喷嘴，两个水枪(标记1和标记3)的喷嘴分别对准上缘板上叶盆上的任意一点和叶背上任意一点，另外两个水枪(标记2和标记4)的喷嘴分别对准叶片样件的叶身中心位置任意不同的两点，水枪喷射的四个点位均设置有金属检查片，水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置，如图8所示，为水枪的喷嘴相对叶片样件的位置示意图；其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，每个水枪的喷射距离均为105-125mm，每个水枪的喷射夹角均为40°-50°，每个水枪喷射时的初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，每个水枪喷射时的初始时间T＝2.0±0.5min。
三、确定清除叶片表面残余渗层的最终参数
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
当对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.06-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.06-0.09mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.06-0.09mm的清除要求的最终参数。
四、清除叶片表面残余渗层
在对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除前，先用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠(减震凸台)缘板隔开，对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除时，从叶盆方向，水枪吸取配置好的乳浊液后是以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置，如图7所示；其中，喷射距离为100-120mm，水枪的喷嘴与叶片样件的轴线之间的喷射夹角为40°-50°，水枪沿叶身和流道表面进行往复喷射，往复行程为45mm，频率Z＝27次/min，初始压力P＝4.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，叶片主轴以1.4r/min的转速旋转，水枪上的喷嘴的直径Ф＝9±0.5mm。
实施例五：
如图9所示，本实施例提供了一种清除叶片表面残余渗层的方法，具体是对叶片气膜孔的残余渗层的清除，包括以下步骤：
一、清除前的准备
1、配置乳浊液
本实施例中配置乳浊液的方法与实施例一中配置乳浊液的方法相同，因此此处不做详细阐述。
2、设置金属检查片，对金属检查片厚度进行测量，得出清理前金属检查片的厚度a。
二、对金属检查片进行清理
当对叶片气膜孔的残余渗层进行清除，因为叶片样件上不存在气膜孔，因此，本实施例中首先是对金属检查片进行喷射，先将金属检查片固定于夹具上，水枪吸取配置好的乳浊液并以一初始参数喷射金属检查片，其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，喷射距离为105-125mm，喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝27次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，水枪行程长度为60mm。
三、确定清除叶片表面残余渗层的最终参数
对金属检查片进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b。
当在对缘板与叶身之间缝隙R处的残余渗层进行清除时，若去除厚度c满足0.03-0.06mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.03-0.06mm的清除要求，则修改(增大或者减小，实际中，根据经验，一般初始参数的设置会使得最终得出的去除厚度c基本等于或略微小于清除要求)初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.03-0.06mm的清除要求的最终参数。
根据去除厚度c将水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离修改为100-120mm，最终参数修改为：水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离为100-120mm，水枪的喷嘴与叶片轴线之间的喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min。
四、清除叶片表面残余渗层
在清除叶片气膜孔的残余渗层时，先用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠(减震凸台)缘板隔开，然后水枪吸取配置好的乳浊液并从叶盆方向以对应的最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
本发明中清除叶片表面残余渗层的方法，将含有细小磨料粒子的乳浊液通过压缩空气从液压泵喷射到工件表面，通过磨料颗粒与工件表面高速碰撞，使工件上局部应力场应力高速集中并快速变化，进而产生冲蚀、剪切，在磨粒作用下材料产生脱落并随磨料液流出而达到去除材料的目的。本发明可用于形面复杂的航空发动机、燃气涡轮发动机涡轮工作叶片、导向叶片渗金属前后及叶片大修时表面清理、修正表面粗糙度、提高零件表面质量、残余渗层去除等应用。本发明的方法解决了复杂型面叶片表面清理，精准清除渗金属(铝、铝硅、铝铬)后表面残余渗层，提高产品质量、表面完整性及叶片使用寿命，避免由于过渗金属层导致叶片报废。由于渗金属层对叶片疲劳性能有所降低，因此在叶片的延伸段及榫齿不允许有渗层，但由于渗层工艺原因，渗金属过程中很难防护，导致漏渗，并在渗层去除清理中采用手工清理，难于控制去除量，约有5％的叶片由于过渗金属及去除量不当导致报废，面对这些问题，本发明可以很好的解决。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
清除前的准备：
配置乳浊液，将水和磨料颗粒按照体积比(4-9)：1混合，得到乳浊液，其中，磨料颗粒的颗粒粒度为0.14mm-0.063mm；在得到乳浊液后，3min-5min内接通液压泵，液压泵的输出端连接水枪，以利用水枪通过液压泵吸取配置好的乳浊液后喷射金属检查片或叶片，在液压泵连续工作8小时后，检查乳浊液中磨料颗粒的浓度，若磨料颗粒在乳浊液中的体积分数小于10％，则向当前的乳浊液中加入磨料颗粒，保证磨料颗粒在乳浊液中的体积分数为10％-20％；所述水枪的喷嘴的直径为7.5mm-9.5mm；
设置金属检查片，对金属检查片厚度进行测量，得出清理前金属检查片的厚度a；设置与叶片结构相对应的叶片样件，并将金属检查片设置于叶片样件上；
对金属检查片进行清理：
水枪吸取配置好的乳浊液并以一初始参数喷射叶片样件上设置金属检查片的位置，其中，初始参数包括初始压力P、初始时间T、水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离以及水枪与金属检查片之间的喷射角度，初始压力P为0.45-4.1kgf/cm2，初始时间T为40s-2.5min，喷射距离为100mm-125mm，喷射角度为40°-75°；
确定清除叶片表面残余渗层的最终参数：
对叶片样件上设置金属检查片的位置进行清理后，再次测量金属检查片的厚度，得出清理后金属检查片的厚度b，并计算得出金属检查片的去除厚度c＝a-b；
若去除厚度c满足0.005-0.09mm的清除要求，则清理结束，初始参数即为清除叶片表面残余渗层的最终参数；
若去除厚度c不满足0.005-0.09mm的清除要求，则修改初始参数的任意一个参数值、任意两个参数值、任意三个参数值或所有参数值，然后确定去除厚度c满足0.005-0.09mm的清除要求的最终参数；
清除叶片表面残余渗层：
水枪吸取配置好的乳浊液并以最终参数喷射叶片，完成对叶片表面残余渗层的清除。
2.根据权利要求1所述的一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，当对叶片排气边表面残余渗层进行清除时，包括对缘板与叶身之间缝隙R处的清除、对叶冠与叶身之间缝隙R处的清除以及对排气边内表面的清除；
在对缘板与叶身之间缝隙R处进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为40°-50°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.05-0.09mm；
在对叶冠与叶身之间缝隙R处进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为65°-75°，初始压力P＝1.5±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.05-0.09mm；
在对排气边内表面进行清除时，水枪沿形成排气边内表面的排气边劈缝进行往复喷射，往复行程为70mm，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为115-120mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为55°-65°，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝1.5±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.03-0.06mm。
3.根据权利要求1所述的一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，当对位于进气边局部的椭圆形区域残余渗层进行清除时，椭圆形区域距离排气边5-7mm，距离榫头上缘板10mm，椭圆形区域的长轴为40mm，短轴为10mm；水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为105-125mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为55°-65°；
在清除时按以下具体步骤进行：
水枪吸取配置好的乳浊液并沿椭圆形区域的长轴对叶片样件进行2次往复喷射，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，完成初步喷射；
初步喷射结束后，对位于进气边局部的椭圆形区域以外的非清除区域用橡皮套保护，并将叶片样件安装在夹具上；
水枪对椭圆形区域进行往复喷射，往复行程为35-45mm，频率Z＝20次/min，初始压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，初始时间T＝45±5s，完成二步喷射；
二步喷射结束后，去除橡皮套，水枪对椭圆形区域及周边再次进行喷射，水枪的具体压力P＝0.5±0.05kgf/cm2，具体喷射时间T＝15±2s，完成最终喷射，去除厚度c的清除要求为0.005±0.015mm。
4.根据权利要求1所述的一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，当对最终加工的叶片延伸段的残余渗层进行清除时，水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离为105-125mm，水枪与叶片样件之间的喷射夹角为40°-50°，水枪沿叶片延伸段的长度方向进行往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，去除厚度c的清除要求为0.06-0.09mm。
5.根据权利要求1所述的一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，当对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除，在确定清除叶片表面残余渗层的最终参数时，水枪设置有四个，两个水枪的喷嘴分别对准上缘板上叶盆上的任意一点和叶背上任意一点，另外两个水枪的喷嘴分别对准叶片样件的叶身中心位置任意不同的两点，四个水枪的喷嘴与叶片样件之间的喷射距离均为105-125mm，四个水枪与叶片样件之间的喷射夹角均为40°-50°，每个水枪喷射时的初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，每个水枪喷射时的初始时间T＝2.0±0.5min，四个水枪喷射的四个清除位置所去除厚度c的清除要求均为0.06-0.09mm；
在对叶身和流道表面转接R处进行清除前，用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠缘板隔开，对叶身和流道表面转接R处的残余渗层进行清除时，从叶盆方向，四个水枪的喷嘴与叶片之间的喷射距离为100-120mm，四个水枪的喷嘴与叶片的轴线之间的喷射夹角为40°-50°，四个水枪沿叶身和流道表面进行往复喷射，往复行程为45mm，频率Z＝27次/min，初始压力P＝4.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，叶片主轴以1.4r/min的转速旋转，四个水枪上的喷嘴的直径Ф＝9±0.5mm，最终去除厚度c的清除要求为0.03-0.05mm。
6.根据权利要求1所述的一种清除叶片表面残余渗层的方法，其特征在于，当对叶片气膜孔的残余渗层进行清除，水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离为105-125mm，水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝27次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min，其中，水枪行程长度为60mm，去除厚度c的清除要求为0.03-0.06mm；
根据去除厚度c将水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离修改为100-120mm，最终参数修改为：水枪的喷嘴与金属检查片之间的喷射距离为100-120mm，水枪的喷嘴与叶片轴线之间的喷射夹角为40°-50°，水枪在金属检查片上进行循环往复喷射，频率Z＝20次/min，初始压力P＝2.0±0.1kgf/cm2，初始时间T＝2.0±0.5min；
在清除叶片气膜孔的残余渗层时，先用橡皮罩将榫齿缘板和叶冠缘板隔开，然后水枪的喷嘴从叶盆方向对叶片气膜孔的残余渗层进行清理。
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