[發明專利]一種航空發動機復合材料機匣修復方法

有效

• 申請號: 201710458873.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107116336B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 張鈾;徐春;劉俊伶;黃璇璇;張良成;彭中亞;何勇;姚改成;楊震
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明涉及一種航空發動機復合材料機匣修復方法，其具體操作步驟如下：S1、檢測待修復機匣的受損程度；S2、修復區域預處理；S3、預處理區域鉆孔；S4、確定鈦合金金屬加強片面積；S5、鈦合金金屬加強片仿形；S6、鈦合金金屬加強片鉆孔；S7、對比受損深度和工件原始厚度；S8、鈦合金金屬加強片鉚接到機匣上，本發明的有益效果在于修復速度快，采用仿形鈦合金金屬加強片修復，可以保證鈦合金金屬加強片與機匣修復區域緊密貼合，可有效防止機匣缺陷區域進一步擴大，工藝簡單，且無需加熱固化設備，適宜外場修補。

技術領域

本發明涉及復合材料修復應用技術，特別是一種航空發動機復合材料機匣修復方法。

背景技術

復合材料因其高比強度和比模量、抗蠕變、耐腐蝕等特點，在航空發動機領域得到了廣泛應用，各國先進的發動機都采用復合材料機匣代替原有鈦合金機匣。復合材料機匣在長時間服役過程中不可避免的遭受外來物的撞擊，、異常燃氣產生高溫燃氣沖刷，經常導致內表面燒蝕缺陷。特別是在外來異物的沖擊下，會發生損傷和局部的屈曲，造成機匣的強度和剛度下降。

航空發動機復合材料機匣為層壓板結構，但因其為筒形結構，給再生修復帶來一定難度，需要根據缺陷和損傷類型進行專項修復。發動機機匣工作溫度為200~280℃，傳統的樹脂預浸料難以滿足耐溫要求，并且機匣體積大、結構形狀復雜無法實現固化過程中的加熱、加壓、真空加熱等關鍵工藝。因此現有的技術無法實現航空發動機復合材料機匣的修復，導致機匣嚴重受損后不能多次重復使用，造成資源浪費。因此，針對損傷較為嚴重、缺陷形狀不規則、尺寸范圍大的復合材料修復，本專利發明了一種快速金屬加強片修復方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種航空發動機復合材料機匣修復方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種航空發動機復合材料機匣修復方法，它包括以下步驟：

S1、檢測待修復機匣的受損程度，測量受損部位的尺寸和形狀，記錄損傷區域損傷深度的最大值;

S2、修復區域預處理，使用旋轉打磨頭對損傷區進行圓滑過渡打磨，結合機匣設計圖紙要求獲得受損部位關鍵尺寸和使用要求適當擴大打磨的區域，然后用丙酮清洗打磨區域對清洗過后的區域烘干處理，從而實現了修復區域的預處理；

S3、在步驟S2中烘干后，先在預處理區域上鉆金屬片加強片安裝孔，距離損傷區域邊緣外10~20 mm處的四個角上均勻鉆孔4個，孔直徑為3~4 mm，然后在相鄰兩個孔之間間隔40~60 mm鉆相同直徑的孔，孔位置排列應均勻；

S4、鈦合金金屬加強片的面積確定，選用厚度為1~1.5 mm鈦合金材料為金屬加強片，計算損傷區域的面積，按照損傷區域面積的1.5~2.0倍切割鈦合金金屬加強片；

S5、鈦合金金屬加強片的仿形，其具體操作步驟如下：

S5（1）、將步驟S4中切割后的鈦合金金屬加強片放在與發動機機匣曲率相同弧形工裝上，進行預壓成型，并采用螺栓夾緊；

S5（2）、將裝有鈦合金金屬加強片的工裝放到500℃~600℃的加熱箱中保持2~4 h進行熱校形，從而獲得修復區域曲率相同的的仿形鈦合金金屬加強片;

S5（3）、根據步驟S3中損傷區域鉆孔的位置，在相對應的鈦合金金屬加強片上鉆直徑相同且分布一致的通孔；

S5（4）、判斷步驟S1中的損傷區域損傷深度的最大值是否超過受損區域原始厚度的二分之一，若未超過則只需對內表面安裝鈦合金金屬片加強片，若大于或等于損區域原始厚度的二分之一，則對內表面和外表面同時安裝鈦合金金屬片加強片；

S6、將步驟S5中制作的鈦合金金屬加強片采用鉚接的方式鉚接到步驟3的受損區域上，鉚接采用的鉚釘為TC4鈦合金，實現了航空發動機符合材料機匣的修復。