CN115992337B

CN115992337B - 高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法及修复用粉末

Info

Publication number: CN115992337B
Application number: CN202310292379.7A
Authority: CN
Inventors: 李俊辰; 李剑平; 罗奎林; 钱磊; 潘钢; 李文静; 刘畅; 姚文明
Original assignee: State-Run West Sichuan Machine Factory
Current assignee: State-Run West Sichuan Machine Factory
Priority date: 2023-03-23
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2043-03-23
Also published as: CN115992337A

Abstract

本发明公开了一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法及修复用粉末，其修复方法包括有如下步骤：1）对叶片叶尖进行高速磨削；2）制备喷涂粉末；3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复；4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰；5）对振动光饰后的叶片叶尖进行高速磨削；其中，制备喷涂粉末的方式为：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末。

Description

高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法及修复用粉末

技术领域

本发明涉及航空发动机维修技术领域，特别是一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法及修复用粉末。

背景技术

某型航空发动机高压压气机转子叶片采用高温合金制造，在服役过程中，转子叶片的叶尖与静子机匣涂层之间会发生相互刮磨，从而导致叶尖磨损，造成叶尖与涂层的之间的配合间隙变大，从而使压气机的效率大幅下降。为了保证发动机正常工作，在发动机进行级维修时，需对叶尖磨损超差的叶片叶尖进行接长修理。

压气机转子属于薄壁变截面零件，叶片最薄处仅有0.2 mm，叶片最厚处也仅有0.7mm，且压气机转子修复区为曲面，修复时需要也对曲面的弧形边缘进行堆材，因此相比于具有一定厚度和面积的平面零件来说，压气机转子修复方式的选择受到了诸多限制，一些修复方式难以保证曲面的曲率以及弧形边缘的材料沉积。其次，叶片表面修复后对粗糙度有要求，粗糙度过大或则过小都会影响叶片的气动性能，所以对修复的材料也需要特别选择。故此，针对高温合金压气机叶片叶尖的接长修复往往难度较大。

目前，针对航空发动机压气机转子叶片叶尖磨损修复，主要包括几种。如中国公开专利CN 112077309，提出采用激光选区熔化和电子束选区熔化工艺对钛合金类压气机转子叶片叶尖进行接长修复；通过激光选区熔化设备或电子束选区熔化设备在叶片的叶尖表面进行逐层铺粉并利用激光或电子束扫描成形。但该方法需要对每一片叶片进行三维扫描后进行逆向建模，对于工业生产性的修复厂家来说，修复大批量的叶片叶尖时，该方法需要分别建模导致耗费大量的时间。

又如中国公开专利CN 112276082通过设计批量装夹工装并利用3D打印的方式将压气机转子叶片叶尖进行接长；利用3D打印成型对叶片叶尖进行接长修复，实现批量化修复。但是该方法利用3D打印修复时，也需要进行建模并赋予每一次打印参数，另外采用3D打印的方式将修复材料铺在叶片叶尖上，叶片表面的粗糙度不能达到要求，每一个叶片都需要经过手工抛光打磨才能完成修复，还是无法彻底实现批量化修复。

中国公开专利CN207027289 U还指出目前针对压气机转子叶片叶尖磨损其主要的修复方法有激光熔覆、氩弧焊、微弧等离子焊等方法。虽然激光熔覆、氩弧焊、微弧等离子焊的修理方法能有效解决压气机转子叶片叶尖磨损故障，但无论是激光熔覆、氩弧焊、微弧等离子焊还是3D打印均属于熔焊修复方法，本质上都是通过堆积与母材成分一致或接近的母材合金进行叶片尺寸修复，无法实现净近成形修复，焊接后均存在着加工余量大，因此焊后需要进行打磨、修型等步骤将多余的修复区去除，还需要经过抛光、热处理去应力、振动光饰等工序，因此修理工序较长、修理效率较低，一次只能修复单片叶片，而每台发动机修复叶片数百件，无法满足叶片批量修复需求，且修复后的叶尖耐磨性能没能得到大幅提高，使用一个周期后叶尖又会出现磨损。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法及修复用粉末。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，包括有如下步骤：

1）对叶片叶尖进行高速磨削；

2）制备喷涂粉末；

3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复；

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰；

5）对振动光饰后的叶片叶尖进行高速磨削；

其中，制备喷涂粉末的方式为：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；

优选的，步骤3）中进行超音速火焰喷涂修复时，用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成70～85°；

优选的，步骤3）中超音速火焰喷涂的涂层结合强度≥69 MPa；涂层硬度为HV_0.3控制在：820～1080；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能≥200次；涂层粗糙度≤1.6μm，涂层厚度为0.3～0.5 mm；

优选的，步骤3）进行超音速火焰喷涂修复前，采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2～3 mm的叶盆位置进行粗化处理；粗化处理至叶尖及叶盆侧的粗糙度为3～4 μm；

优选的，步骤3）中进行超音速火焰喷涂修复时，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5 FMR；氧气流量为：40±5 FMR；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉；

优选的，步骤4）进行振动光饰时，振动频率为30±5 Hz；时间为：90～120 min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：5～15g/L NaNO₃、2～4g/L NaCO₃、1～3g/L OP-7乳化剂、1～3g/L肥皂水，余量为水；

进一步的，本发明还提供一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复用粉末，采用如下方法制备：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；

优选的，原料粉末中包括有7～10份粒度为10～25um镍铬铁钼粉末，以及90-93份粒度为3～10um的碳化铬粉末；

优选的，所述镍铬铁钼粉末按照重量份数为：18～21份铬、16～18份铁、2～4份钼，其余为镍；

优选的，所述粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为24～28h；真空烧结温度为800～1150℃；真空烧结时间为2～8h。

本发明具有以下优点：

1、传统的激光、氩弧焊、微束等离子焊等熔焊接长的修理流程为：叶片叶尖高速叶尖磨→焊前打磨→清洗→激光或微束等离子焊或氩弧焊等焊接修复→焊后修型→热处理→抛光→恢复喷丸层→叶片叶尖高速叶尖磨，本发明采用的方法不需要焊前打磨、清洗、焊后修型、热处理、恢复喷丸层等工序，修理流程较短；传统的焊接接长工艺一般为单件修复，修理完一件，移动焊枪再修理另一件，或者修复后需要单件手动抛光，修复效率较低，而超音速喷涂接长为批量修复移动喷枪一次扫略多件，整个过程不需要单件处理，均为机械化批量修复，修理效率更高，整过修理过程可节约2/3以上的修理周期。

2、传统的熔焊修复方法一般通过堆焊与基体材料相同或相近的合金对叶片叶尖进行接长，修复的叶片叶尖耐磨性与基材相当或低于基材，修复后的叶尖耐磨性能未能得到提高；而本发明通过合理设计粉末成分、粉末粒度、涂层工艺参数、涂层硬度范围、水冷热震性能、涂层粗糙度等实现了修复后的高温合金叶片叶尖与封严涂层之间良好匹配，既保证涂层与叶片基体良好的热匹配性能即良好的水冷热震性能，又保证了涂层具有良好的硬度范围，不会对封严涂层造成异常磨损，也保证了粗糙度要求，使得修复涂层不会影响叶片气动性能，从而达到增强压气机叶片叶尖耐磨性，延长压气机叶片使用寿命的效果。

3、本发明的喷涂粉末中，镍铬铁钼主要是为了增加与高温合金基体的热匹配性，碳化铬则起到调整涂层硬度的作用，在二者共同作用下保证涂层在高温使用过程中的硬度要求，又不会出现与基体热匹配不一致而出现剥落。同时，通过控制粉末的选材和制备方式，从而实现控制粉末的粒度，为后续控制涂层粗糙度奠定基础；若修复后涂层的粗糙度过大，会导致叶片的气动性能受到影响。本发明优选的，通过选择超音速喷涂方法的具体操作参数以及喷涂角度，使得喷涂修复时，叶片叶尖和叶盆侧靠近叶尖（2～3）mm的区域均能被束流包裹在内，使得叶盆弧形面（靠近叶尖2～3 mm范围）和叶尖能同时沉积涂层，即保证了叶尖曲面曲率，又增加了叶尖涂层与基体的结合强度。

附图说明

图1 为叶片喷射区域示意图。

图2 为喷涂角度示意图。

图中：1.叶片；2.喷涂修复区。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：如图1和2所示，某型发动机高压压气机转子叶片经一个周期使用后，叶尖出现0.2～0.25mm的磨损，现采用超音速火焰喷涂方法对其进行修复：

1）对叶片叶尖进行高速磨削：在高速磨削机上将装配至压气机转子上的高压压气机转子叶片叶尖磨削至同一高度，具体磨削参数为：砂轮直径： 1500 mm，砂轮类型：金刚石，砂轮转速：2800 r/min，砂轮宽度：5 mm，压气机转子转速：1200 r/min，压气机转子进给速度：0.05 mm/s；压气机转子与金刚石砂轮旋转方向：反向旋转。

2）制备喷涂粉末：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；其中，镍铬铁钼粉末的粒度为10～25um，碳化铬粉末的粒度为3～10um，按照重量份数，包括有7～10份的镍铬铁钼粉末和90～93份的碳化铬粉末。镍铬铁钼粉末的组成按照重量份数为：18～21份铬、16～18份铁、2～4份钼，其余为镍；粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为24～28h；真空烧结温度为800～1150℃；真空烧结时间为2～8h；喷涂粉末粒度组成为：（+10～-25）μm占比为93%，-30μm=100%，-10 μm占比为3%，（+25～-30）μm占比为4%。

镍铬铁钼主要是为了增加与高温合金基体的热匹配性，碳化铬则起到调整涂层硬度的作用，在二者共同作用下保证涂层在高温使用过程中的硬度要求，又不会出现与基体热匹配不一致而出现剥落。同时，通过控制粉末的选材和制备方式，从而实现控制粉末的粒度，为后续控制涂层粗糙度奠定基础；若修复后涂层的粗糙度较大或者较小，则叶片的气动性能会受到影响。喷涂粉末的制备过程中，球磨后得到一定粒径球形粉，有利于控制粗糙度，而球形粉经过真空烧结，在高温下提高球形粉的硬度，同时粘接剂在高温下烧失后可能在材料表面形成微观孔洞，增加材料比表面，使得修复粉末能够更好沉积。

3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复：喷涂前采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2～3 mm的叶盆位置进行粗化处理，喷砂后测得的叶片粗糙度为3～4 μm。喷涂时通过专用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成使喷涂射流与叶尖成70～85°角度。使喷涂射流与叶尖成70～85°，叶尖与叶盆能同时沉积涂层，叶尖涂层与叶盆涂层连结为一体，从而增强薄截面叶尖涂层的结合强度。

喷涂参数为：喷涂设备为气体超音速，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5FMR；氧气流量为：40±5 FMR；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5 PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉；涂层结合强度≥69 MPa；涂层硬度为HV_0.3为控制在820～1080；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能≥200次；涂层粗糙度≤1.6μm，涂层厚度为0.3～0.5 mm。

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰：振动频率为30±5 Hz；时间为：90～120 min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：5～15g/L NaNO₃、2～4g/L NaCO₃、1～3g/L OP-7乳化剂、1～3g/L肥皂水，余量为水。

5）对振动光饰后的叶片叶尖进行高速磨削：重复步骤1），将叶片叶尖磨削至需要的高度，即完成修复。

过程中不需要单片处理，全部采用机械化批量修复。

实施例2：如图1和2所示，某型发动机高压压气机转子叶片经一个周期使用后，叶尖出现0.2～0.22mm的磨损，现采用超音速火焰喷涂方法对其进行修复：

1）对叶片叶尖进行高速磨削：在高速磨削机上将装配至压气机转子上的高压压气机转子叶片叶尖磨削至同一高度，具体磨削参数为：砂轮直径：1500 mm，砂轮类型：金刚石，砂轮转速：2800 r/min，砂轮宽度：5 mm，压气机转子转速：1200 r/min，压气机转子进给速度：0.05 mm/s；压气机转子与金刚石砂轮旋转方向：反向旋转。

2）制备喷涂粉末：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；其中，镍铬铁钼粉末的粒度为10～25um，碳化铬粉末的粒度为3～10um，按照重量份数，包括有7份的镍铬铁钼粉末和90份的碳化铬粉末。镍铬铁钼粉末的组成按照重量份数为：18份铬、16份铁、2份钼，其余为镍；粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为24h；真空烧结温度为800℃；真空烧结时间为2h；喷涂粉末粒度组成为：（+10～-25）μm占比为93%，-30μm=100%，-10 μm占比为3%，（+25～-30）μm占比为4%。

镍铬铁钼主要是为了增加与高温合金基体的热匹配性，碳化铬则起到调整涂层硬度的作用，在二者共同作用下保证涂层在高温使用过程中的硬度要求，又不会出现与基体热匹配不一致而出现剥落。同时，通过控制粉末的选材和制备方式，从而实现控制粉末的粒度，为后续控制涂层粗糙度奠定基础；若修复后涂层的粗糙度较大或者较小，则叶片的气动性能会受到影响。

3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复：喷涂前采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2 mm的叶盆位置进行粗化处理，喷砂后测得的叶片粗糙度为3μm。喷涂时通过专用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成使喷涂射流与叶尖成70°角度。叶尖与叶盆能同时沉积涂层，叶尖涂层与叶盆涂层连结为一体，从而增强薄截面叶尖涂层的结合强度。

喷涂参数为：喷涂设备为气体超音速，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5FMR；氧气流量为：40±5 FMR；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5 PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉；涂层结合强度为81 MPa；涂层硬度为HV_0.3为：940；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能为245次；涂层粗糙度为1.30μm，涂层厚度为0.29mm；

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰：振动频率为30±5 Hz；时间为：90min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：5g/L NaNO₃、2g/L NaCO₃、1g/L OP-7乳化剂、1g/L肥皂水，余量为水。

过程中不需要单片处理，全部采用机械化批量修复。

实施例3：如图1和2所示，某型发动机高压压气机转子叶片经一个周期使用后，叶尖出现0.3～0.45mm的磨损，现采用超音速火焰喷涂方法对其进行修复：

2）制备喷涂粉末：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；其中，镍铬铁钼粉末的粒度为10～25um，碳化铬粉末的粒度为3～10um，按照重量份数，包括有10份的镍铬铁钼粉末和93份的碳化铬粉末。镍铬铁钼粉末的组成按照重量份数为：21份铬、18份铁、4份钼，其余为镍；粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为28h；真空烧结温度为1150℃；真空烧结时间为8h；喷涂粉末粒度组成为：（+10～-25）μm占比为93%，-30μm=100%，-10 μm占比为3%，（+25～-30）μm占比为4%。

3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复：喷涂前采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2～3 mm的叶盆位置进行粗化处理，喷砂后测得的叶片粗糙度为4 μm。喷涂时通过专用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成使喷涂射流与叶尖成85°角度。叶尖与叶盆能同时沉积涂层，叶尖涂层与叶盆涂层连结为一体，从而增强薄截面叶尖涂层的结合强度。

喷涂参数为：喷涂设备为气体超音速，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5；氧气流量为：40±5；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5 PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉；涂层结合强度为79MPa；涂层硬度为HV_0.3为：972；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能为248次；涂层粗糙度为1.31μm，涂层厚度为0.31mm；

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰：振动频率为30±5 Hz；时间为：120min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：15g/L NaNO₃、4g/L NaCO₃、3g/L OP-7乳化剂、3g/L肥皂水，余量为水。

过程中不需要单片处理，全部采用机械化批量修复。

实施例4：如图1和2所示，某型发动机高压压气机转子叶片经一个周期使用后，叶尖出现0.2～0.25mm的磨损，现采用超音速火焰喷涂方法对其进行修复：

2）制备喷涂粉末：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；其中，镍铬铁钼粉末的粒度为10～25um，碳化铬粉末的粒度为3～10um，按照重量份数，包括有9份的镍铬铁钼粉末和91份的碳化铬粉末。镍铬铁钼粉末的组成按照重量份数为：20份铬、17份铁、3份钼，其余为镍；粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为24～28h；真空烧结温度为800～1150℃；真空烧结时间为2～8h；喷涂粉末粒度组成为：（+10～-25）μm占比为93%，-30μm=100%，-10 μm占比为3%，（+25～-30）μm占比为4%。

3）采用超音速火焰喷涂粉末对压气机叶片叶尖进行接长修复：喷涂前采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2～3 mm的叶盆位置进行粗化处理，喷砂后测得的叶片粗糙度为3.2μm。喷涂时通过专用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成使喷涂射流与叶尖成70～85°角度。叶尖与叶盆能同时沉积涂层，叶尖涂层与叶盆涂层连结为一体，从而增强薄截面叶尖涂层的结合强度。

喷涂参数为：喷涂设备为气体超音速，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5FMR；氧气流量为：40±5 FMR；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5 PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉；涂层结合强度为84 MPa；涂层硬度为HV_0.3为962；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能为250次；涂层粗糙度为1.32μm，涂层厚度为0.3mm；

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰：振动频率为30±5 Hz；时间为：90～120 min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：10g/L NaNO3、3g/L NaCO3、2g/LOP-7乳化剂、2g/L肥皂水，余量为水。

过程中不需要单片处理，全部采用机械化批量修复。

实施例5：不同喷涂粉末对高温合金压气机叶片叶尖修复性能的影响

实验例1：采用实施例4相同的喷涂粉末方式进行超音速火焰喷涂接长修复。

对比例1：采用实施例4相同的方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于，喷涂粉末采用粒度为10～25um镍铬铁钼粉末，以及粒度为3～10um碳化铬粉末按照比例混合均匀后直接喷涂使用。

对比例2：采用采用实施例4相同的方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于，喷涂粉末中仅采用粒度为10～25um镍铬铁粉末。

对比例3：采用采用实施例4相同的方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于，喷涂粉末中仅采用粒度为3～10um碳化铬粉末。

对比例4：采用采用实施例4相同的方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于，喷涂粉末采用50份粒度为10～25um镍铬铁钼粉末和50份粒度为3～10um碳化铬粉末。

实验例1和对比例1-4的修复涂层性能如下表1所示。

表1 实验例1和对比例1-4的修复涂层性能

实施例6：不同喷涂角度对高温合金压气机叶片叶尖修复性能的影响

实验例：采用实施例4相同的喷涂粉末方式进行超音速火焰喷涂接长修复。

对比例2：采用实施例4相同的喷涂粉末方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于喷涂角度为：50°。

对比例2：采用实施例4相同的喷涂粉末方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于喷涂角度为：90°。说明一下这个角度具体的方式。

对比例3：采用实施例4相同的喷涂粉末方式进行超音速火焰喷涂接长修复，区别仅仅在于喷涂角度为：150°。说明一下这个角度具体的方式。

实验例2和对比例1-4的修复涂层性能如下表2所示。

表2 实验例2和对比例1-3的修复涂层性能

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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

1.一种高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，其特征在于，包括有如下步骤：

1）对叶片叶尖进行高速磨削；

2）制备喷涂粉末；

4）将喷涂接长后的叶片叶尖进行振动光饰；

5）对振动光饰后的叶片叶尖进行高速磨削；

其中，制备喷涂粉末的方式为：将镍铬铁钼粉末与碳化铬陶瓷粉末混合搅拌得到混料；将混料与去离子水、粘接剂一起混合球磨；球磨后经雾化造粒得到球形粉，球形粉真空烧结、破碎、筛分得到喷涂粉末；原料粉末中包括有7-10份粒度为10～25um镍铬铁钼粉末，以及90～93份粒度为3～10um的碳化铬粉末；所述镍铬铁钼粉末按照重量份数为：18～21份铬、16～18份铁、2～4份钼，其余为镍；

步骤3）中超音速火焰喷涂的涂层结合强度≥69 MPa；涂层硬度为HV_0.3控制在820～1080；涂层与高温合金基体在650℃下水冷热震性能≥200次；涂层粗糙度≤1.6μm，涂层厚度为0.3～0.5 mm；

步骤3）中进行超音速火焰喷涂修复时，用工装将叶片排列成一排，从压气机叶片叶盆一侧进行喷涂，使喷涂射流与叶尖成70～85°。

2.根据权利要求1所述的高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，其特征在于：步骤3）中进行超音速火焰喷涂修复时，燃气类型为：丙烷+氧气，丙烷流量为：27±5 FMR；氧气流量为：40±5 FMR；氧气压力为：160±5 PSi，丙烷压力为：140±5 PSi；送粉气流量为：3.5；送粉速率为：35±3 g/min；喷涂距离为：300±20 mm；送粉方式为：轴向送粉。

3.根据权利要求1所述的高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，其特征在于：步骤3）进行超音速火焰喷涂修复前，采用喷砂的方式对压气机转子叶片叶尖以及距叶尖2～3 mm的叶盆位置进行粗化处理；粗化处理至叶尖及叶盆侧的粗糙度为3～4μm。

4.根据权利要求1所述的高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，其特征在于：步骤4）进行振动光饰时，振动频率为30±5 Hz；时间为：90～120 min；振动光饰磨料为：6mm≤边长≤16 mm的斜三角形陶瓷块；振动光饰磨液包括以下成分：5～15g/L NaNO₃、2～4g/L NaCO₃、1～3g/L OP-7乳化剂、1～3g/L肥皂水，余量为水。

5.根据权利要求1所述的高温合金压气机叶片叶尖强化修复方法，其特征在于：所述粘接剂为聚乙烯醇；球磨时间为24～28h；真空烧结温度为800～1150℃；真空烧结时间为2～8h。