[發明專利]一種鈦合金高效汽輪機葉片

有效

• 申請號: 201610779112.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106224012B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 劉達;王河平;宗國翼
• 申請（專利權）人: 南京賽達機械制造有限公司
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30;F01D5/14;C22C14/00;C22C1/02;B22C9/28
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立

1.一種鈦合金高效汽輪機葉片,其特征在于：包括葉根、葉型和葉頂，所述葉根、葉型和葉頂依次固接并制為一體，所述葉根下方固接有安裝座，所述葉根上還設置有捕風裝置，所述捕風裝置包括底板和翼板，所述翼板與所述底板連接，所述翼板與所述底板之間具有小于或等于90°的夾角，所述底板固定在所述葉根上；所述葉型表面開設有至少一個導風槽；所述葉頂上固接有至少一個輔葉片；

所述鈦合金高效汽輪機葉片的加工工藝包括以下步驟：

㈠配料：所述鈦合金高效汽輪機葉片原料中各成分的質量百分比為：C：0.08-0.12%、Fe：0.85-1.13%、Mn：0.31-0.52%、S：≤0.020%、P：≤0.030%、Cr：0.43-0.66%、Ni：1.35-1.63%、Zn：1.75-1.96%、Cu：1.95-2.46%、Mo：0.01-0.03%、Ag：0.07-0.09%、Pd：0.02-0.05%、Pt：0.01-0.03%、Au：0.01-0.02%、W：0.91-1.15%、Ta：0.51-0.63%、Nd：0.01-0.03%、Ce：0.02-0.04%、Eu：0.01-0.04%、Lu: 0.02-0.03%，氧化鈣：0.12-0.15％,滑石粉:0.13-0.16%,氧化鎂：0.19-0.25％, 氧化銅：0.13-0.18％,氧化鐵：0.24-0.31％,二氧化錳：0.16-0.24％,氫氧化銅：0.14-0.18％,氫氧化鐵：0.05-0.09％,氫氧化鋇：0.04-0.07％,硝酸鉀：0.21-0.26％,氯化鎂：0.13-0.18％,氯酸鉀：0.26-0.32％，硫酸鋇：0.03-0.07％，硫酸銅：0.04-0.08％，余量為Ti；

㈡熔煉：

a、按預定的鈦合金高效汽輪機葉片原料中各成分的質量百分比將原料加入熔爐內，將熔爐內的溫度提高到1550攝氏度至1680攝氏度，原料被熔煉形成合金溶液；

b、將上一步得到的合金溶液進行冷卻，冷卻時用水冷與空冷結合，先采用水冷以20-22℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至630-650℃形成合金，然后空冷至350-390℃，再采用水冷以11-12℃/s的冷卻速率將合金水冷至室溫；

c、加熱，將上一步冷卻后的合金加入熔爐內進行二次熔煉，將熔爐內的溫度提高到1570攝氏度至1610攝氏度，合金被二次熔煉形成合金溶液；

d、燙包，將熔爐內的合金溶液倒入澆包，進行燙包；

e、燙包完畢后，將澆包內的合金溶液倒入電爐內，將電爐內的溫度升溫至1590 攝氏度至1610攝氏度，加熱14分鐘至18分鐘，將電爐內的合金溶液倒入澆包，倒包降溫；

f、倒包后，將澆包內的合金溶液倒入電爐，溫度降至1480至1510攝氏度，在澆包的包坑中依次加入1.4%至1.5%的球化劑和0.2%至0.3%的孕育劑，用5至6kg薄鋼板，薄鋼板的厚度為0.5mm至1mm，將薄鋼板覆蓋在球化劑、孕育劑上，并搗實；

g、將電爐內的合金溶液倒入澆包內凹的另一側，球化反應70s至75s，球化反應充分后，撒一層集渣劑，快速扒渣；

h、快速扒渣后，立即在合金溶液表面撒入膨脹珍珠巖粉，打渣兩遍；

㈢精煉：將熔煉后的合金溶液送入精煉釜，控制精煉溫度為1300℃～1350℃精煉18分鐘，靜置30分鐘，氣壓0.05-0.09MPa，形成待鑄造的合金溶液，在五分鐘內澆注完畢；

㈣制作覆膜砂殼型芯：

㈤澆注：在重力澆注時將上下兩半覆膜砂殼型芯定位粘好固化好后，平穩放置在澆注模中進行澆注；

㈥熱處理：采用淬火-加熱-回火的熱處理工藝對澆注好的鈦合金高效汽輪機葉片進行熱處理，具體熱處理工藝為：

淬火：將澆注好的鈦合金高效汽輪機葉片放入淬火爐進行淬火，淬火介質為真空淬火油，控制淬火溫度為800-850℃，淬火時冷到260-280℃時,取出空冷至室溫；

加熱：將淬火后的鈦合金高效汽輪機葉片放入加熱爐進行加熱，加熱溫度為750-780℃，加熱25-30分鐘后停止加熱，使鈦合金高效汽輪機葉片在加熱爐內利用余熱維持在450-470℃保溫5-10分鐘，將鈦合金高效汽輪機葉片取出冷卻至室溫；

回火：將加熱后的鈦合金高效汽輪機葉片放入回火爐進行回火，控制回火溫度為450-480℃，回火時間10-15分鐘，然后采用壓縮空氣或霧狀淬火液以6-8℃/s的冷卻速率將原料冷至330-350℃，然后空冷至室溫；

㈦探傷處理；

㈧去除鈦合金高效汽輪機葉片內外尖角及毛刺；

㈨電鍍：鈦合金高效汽輪機葉片外表面電鍍鋅鎳合金鍍層；

㈩清洗、退磁及防銹處理。