[發明專利]一種飛機發動機缸體的激光修復方法

無效

• 申請號: 201010126861.6
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN101787529A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 王微斐;李文華;蔡德明;韓曉明;王國勝;張貽武
• 申請（專利權）人: 安徽米特吉激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 唐宗才

技術領域

本發明涉及一種飛機發動機缸體的修復方法，尤其涉及一種激光修復方法。

背景技術

目前，許多飛機發動機缸體在磨損后還無法修復，只能報廢，造成使用發動機的企業的生產成本極高。缸體之所以難以修復是因為：1、缸體壁薄，一般不足4mm，最薄處僅2.5mm；2、缸體口徑小、深度深，且一端封閉；3、缸體要求有硬度，但不能進行熱處理。

發明內容

本發明公開了一種飛機發動機缸體的激光修復方法，使得飛機發動機的缸體在磨損后可以修復，無需報廢。

本發明的一種飛機發動機缸體的激光修復方法，步驟如下：

(1)、用機械加工方法去除缸體內腔需修復部位的疲勞層，達到適宜于進行激光修復的狀態，然后進行著色探傷，確保疲勞層完全去除；

(2)、調制合金粉末，合金粉末的粒度為50～150μm，成分(wt％)為：C：0.1～0.2、Cr：14～20、Ni：2～6、Mn：0～1.5、Mo：0.5～1.5、W：0～2.5、Si：1.5～2.5、B：2.0～3.0、剩余為Fe；

(3)、使用聚焦透鏡將激光束導入缸體內腔，同步送入合金粉末，對需修復部位進行熔覆，熔覆時對熔池進行惰性氣體保護；熔覆時激光器的輸出功率為1800～2800W，光斑直徑為Φ3～6mm，掃描速度為200～500mm/min，搭接量為1.5～3mm；在此過程中應隨時檢查熔覆質量，及時處理缺陷、瑕疵等；

(4)、用機械加工方法將缸體內腔修復到要求的幾何尺寸；

(5)、按要求進行無損探傷。

本發明的激光修復方法，是利用激光的能量將特定的合金材料熔覆到飛機發動機缸體的內腔需修復的部位上，然后再進行機械加工，使其恢復幾何尺寸。修復后的缸體無須進行熱處理，工作面即可獲得所需的硬度值，而且耐磨性能有所提高，從而獲得一個可重新使用的缸體。在熔覆過程中，發動機缸體基材僅表面微熔，微熔層不超過0.2mm，熱影響區一般不超過0.4mm。內腔的合金熔覆層與缸體基材冶金結合形成一種復合材料，結合強度不低于基材強度的90％，復合材料的硬度接近于原基材的硬度，耐磨性更好。熔覆層及界面組織致密、晶粒細小，無孔洞、夾渣、裂紋等缺陷，使發動機缸體能恢復到可使用的狀態。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的介紹：

圖1是飛機發動機缸體的主視圖；

圖2是飛機發動機缸體的左視圖；

圖3是圖1中的K向視圖。

具體實施方式

從附圖中可知，當飛機發動機缸體的內腔A因磨損而無法使用后，這時可以采用特定的激光工藝進行熔覆，使磨損部位得以修補，然后用機械加工恢復其幾何尺寸，無需熱處理即可獲得一個可重新使用的發動機缸體。具體的修復方法如下：

(1)、用機械加工方法去除缸體內腔需修復部位的疲勞層，達到適宜于進行激光修復的狀態，然后進行著色探傷，確保疲勞層完全去除；

(2)、調制合金粉末，合金粉末的粒度為50～150μm，成分(wt％)為：C：0.1～0.2、Cr：14～20、Ni：2～6、Mn：0～1.5、Mo：0.5～1.5、W：0～2.5、Si：1.5～2.5、B：2.0～3.0、剩余為Fe；

(3)、使用聚焦透鏡將激光束導入缸體內腔，同步送入合金粉末，對需修復部位進行熔覆，熔覆時對熔池進行惰性氣體保護；熔覆時激光器的輸出功率為1800～2800W，光斑直徑為Φ3～6mm，掃描速度為200～500mm/min，搭接量為1.5～3mm；在此過程中應隨時檢查熔覆質量，及時處理缺陷、瑕疵等；

(4)、用機械加工方法將缸體內腔修復到要求的幾何尺寸；

(5)、按要求進行無損探傷。

其中步驟(3)中的惰性氣體一般選用氬氣；步驟(3)中每層熔覆厚度不大于0.4mm，可在熔覆層上疊加熔覆以達到所要求的厚度；步驟(1)和步驟(4)中的機械加工方法可以是車、磨等。用上述激光修復方法所得到的發動機缸體由復合材料組成，內腔的合金熔覆層和缸體基體這兩種材料為冶金結合，熔覆層材料的耐磨性高于原缸體基體材料。其中合金粉末的成分可以根據最后要求達到的硬度的高低進行不同的選配。

本發明的激光修復方法是在飛機發動機缸體的內腔磨損后，利用激光的能量將特定的合金材料熔覆到需修復部位，然后再進行機械加工，使其恢復幾何尺寸。修復后的缸體無須進行熱處理，工作面即可獲得所需的硬度值，而且耐磨性能有所提高，從而獲得一個可重新使用的缸體。由于激光熔覆具有結合強度高、熱影響區小、無需進行熱處理等優點，因此適合此種發動機缸體的修復。同時，本發明實施過程中資源消耗少，無污染，對環境起到了保護的作用。