[發明專利]提高航空發動機精鑄高溫零件安全性的處理方法

有效

• 申請號: 201210458712.9
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102995035A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 溫佐建;夏至;程定春;熊新云;林會會
• 申請（專利權）人: 四川成發航空科技股份有限公司
• 主分類號: C23G1/02
• 分類號: C23G1/02
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及航空發動機精鑄高溫零件加工處理技術，更為具體地說，是涉及一種提高航空發動機精鑄高溫零件安全性的處理方法。

背景技術

航空發動機中工作于高溫環境中的零件，外形結構復雜的異型零件通常都是采用精鑄加工成型，精鑄成型零件的某些部位，如裝配部位還需要進行進一步的精加工，才能滿足裝配要求，如發動機中的高溫合金葉片，其葉冠和榫頭都需要進行精加工才能滿足裝配的要求。在對這些部位進行精加工時，通常需要在零件的某一部位焊接?“方箱”用于加工定位。“方箱”在零件精加工結束后要從零件上去除，為了便于“方箱”從零件上去除，方箱一般采用?“錫”、“鉍”合金材料制作。“錫”、“鉍”為低熔點元素。

為了保證航空發動機的安全，工作于高溫環境中的零件都必須在地面裝機進行試車。申請人在某型號航空發動機的研發過程中，在裝機試車中出現了葉片斷裂故障。為了解決這一問題，申請人集中了各方面的研發設計人員，從多方面研究分析導致葉片斷裂故障產生的原因，最后經分析檢測發現，是葉片斷口處存在的低熔點合金元素導致葉片脆性斷裂。經進一步研究分析，葉片斷口處存在的導致葉片脆性斷裂的低熔點合金元素，是葉片在加工過程中去除“方箱”時未能將葉片表面殘留的低熔點合金徹底去除，導致低熔點合金滲入零件組織內部，在高溫環境下改變了零件自身的耐熱、耐蝕性，從而導致零件疲勞斷裂，降低了精鑄高溫零件的安全性，進而嚴重危害發動機的安全性。

發明內容

本發明基于上述導致航空發動機精鑄高溫零件脆性斷裂原因的發現，提出了一種提高航空發動機精鑄高溫零件安全性的處理方法，以解決由于低熔點合金滲入零件組織內部，在高溫環境下改變零件自身的耐熱、耐蝕性，從而導致零件疲勞斷裂的問題。

目前常用的“方箱”材料主要為“錫”、“鉍”合金。通常情況下，氯離子以及鐵離子對鋼鐵材料有較強的腐蝕性，硝酸根離子對其具有較好的鈍化作用，一般不銹鋼零件的鈍化都含有硝酸組份，為此，本發明選用硝酸作為酸洗溶液。

本發明提出的提高航空發動機精鑄高溫零件安全性的處理方法，其內容主要包括：

（1）將零件依次浸沒于不少于2個的酸洗槽內濃度為750g/l~780g/l的硝酸溶液中進行酸洗，洗除附著在零件表面上的低熔點合金；?

（2）零件酸洗結束后，將零件浸沒于堿洗槽內堿溶液中，中和洗除零件表面上的硝酸溶液，以消除硝酸溶液在今后對零件的腐蝕；

（3）零件經堿溶液中和洗后，用帶水壓縮空氣沖洗零件的表面，清潔零件表面上的酸洗殘留物。

由于酸洗相當于通過溶解的方式使低熔點合金元素從零件表面均勻地分布到整個溶液和零件表面，屬于一個稀釋的過程，零件表面上的低熔點合金含量與硝酸溶液中的含量基本一致，為此，只要進行足夠時間的酸洗，就可使零件表面上的低熔點合金充分地溶入到硝酸溶液中，通過檢測最終的酸洗溶液中的低熔點合金含量就能達到檢測零件表面低熔點合金含量的目的。因此，在本發明的上述技術方案中，可采用通過檢測零件酸洗后硝酸溶液中的低熔點合金的含量濃度來檢測零件表面上的低熔點合金的含量。實踐中一般認為，當硝酸溶液中低熔點合金的濃度不大于1ppm時，就可以認為零件表面上的低熔點合金就徹底去除了。這一假定，申請人在零件后期加工以及試車過程中得到了證明，是完全可行的。

在本發明的上述技術方案中，由于硝酸對不銹鋼材質的零件基體也存在一定的腐蝕作用，在對零件的處理過程中，需要確保零件表面的低熔點合金去除徹底而對零件基體的蝕去量不要超過一定的厚度。因此零件累計酸洗時間不應超過零件基體允許蝕去量所確定的時間。通常零件累計酸洗時間不超過零件基體蝕去1μm層厚所需的時間。

在本發明的上述技術方案中，對酸洗后零件進行中和洗堿溶液的選用，考慮酸洗后零件表面的清洗，優選碳酸鈉溶液或氨水。最好是用重量濃度為40~60%的碳酸鈉溶液對酸洗后零件進行中和洗，既可獲得很好中和洗效果，又不會在零件表面生成殘留物。