[發明專利]一種渦輪盤篦齒激光熔覆修復工藝方法

在審

• 申請號: 201710900380.8
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107805806A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 王輝明;康文軍;朱紅鋼;阮成勇;耿軍儒;尉秧;豐雷明;李文濤
• 申請（專利權）人: 中國航發動力股份有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23P6/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種渦輪盤篦齒激光熔覆修復工藝方法，包括如下步驟：在惰性氣氛保護箱中裝夾渦輪盤，清理待修復篦齒，激光熔覆待修復篦齒，機械加工修復部位；清理待修復篦齒包括依次進行的基體預熔和送粉熔覆，其中，基體預熔采用激光器照射渦輪盤待修復篦齒使待修復篦齒基體發生熔化，送粉熔覆為通過送粉噴嘴側向送粉方式，對渦輪盤待修復篦齒進行激光熔覆，該工藝方法可以使磨損的篦齒恢復至初始的幾何形態和技術指標，能夠再次使用。

技術領域

本發明涉及航空發動機維修領域，具體涉及一種航空發動機渦輪盤篦齒的激光熔覆修復工藝方法。

背景技術

渦輪盤是航空發動機的關鍵部件，篦齒封嚴是利用通道的突擴和突縮增加流阻以限制流體泄露的非接觸式動封嚴，是航空發動機中廣泛使用的一種有效的、長壽命的封嚴結構，主要用于壓氣機和渦輪級間、葉片的頂部。為了減少封嚴泄露進而提高發動機運轉效率、需盡量減小轉子和靜子之間的運動間隙。間隙受累積支撐誤差、動力撓曲和熱變形所引起的徑向運動的影響，存在一最小值，但難以在設計時確定。間隙過大，導致氣流泄露，發動機效率明顯降低；如果間隙過小，將會導致旋轉中的動、靜件之間存在摩擦的危險。保持一個恰當的間隙對發動機來說十分重要，因此，在設計上常采用可磨耗封嚴涂層來達到氣路封嚴的目的。在發動機維修時將封嚴篦齒上的封嚴涂層去除后重新噴涂封嚴涂層的方式對封嚴盤篦齒進行修復，但是對于磨損非常嚴重的封嚴盤，封嚴篦齒磨損量＞0.3mm的封嚴盤，不能采用直接噴涂封嚴涂層的方式進行修復。必須將封嚴篦齒尺寸恢復到設計尺寸，然后采用重新噴涂封嚴涂層的方式進行修復。渦輪盤篦齒非常薄，篦齒邊緣厚度只有0.2mm～0.3mm，采用氬弧焊容易出現咬邊、零件變形等問題，且受人員技能水平影響，藝穩定性差，修復質量不穩定。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種采用激光熔覆修復渦輪盤篦齒磨損部位的工藝方法，可以使磨損的篦齒恢復至初始的幾何形態和技術指標，能夠再次使用。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種渦輪盤篦齒激光熔覆修復工藝方法，包括如下步驟：1)在惰性氣氛保護箱中裝夾渦輪盤，2)清理待修復篦齒，3)激光熔覆待修復篦齒，4)機械加工修復部位；所述步驟3)包括依次進行的基體預熔和送粉熔覆，其中，基體預熔采用激光器照射渦輪盤待修復篦齒使待修復篦齒基體發生熔化，送粉熔覆為通過送粉噴嘴側向送粉方式，對渦輪盤待修復篦齒進行激光熔覆。

進一步的，所述步驟1)將渦輪盤安裝在可實現擺動、旋轉的工作轉臺上，保證渦輪盤圓心和工作轉臺中心同軸。

進一步的，所述步驟2)采用丙酮或無水乙醇對渦輪盤篦齒進行擦拭。

進一步的，所述基體預熔具體步驟如下，首先采用CO₂激光器首先對渦輪盤待修復篦齒進行照射使篦齒基體發生熔化，激光器參數設定為激光功率700w，光斑直徑1.2mm，掃描速度10mm/s，渦輪盤旋轉角度≥362°。

進一步的，所述基體預熔將0.2mm～0.3mm厚的篦齒熔化使其厚度變化為0.5mm。

進一步的，所述送粉熔覆具體步驟如下，激光功率和光斑直徑與基體預熔設定相同，掃描速度設定為4mm/s，打開送粉器，送粉速度設定為9～12g/min，熔覆層高度≥1.5mm時完成對篦齒的激光熔覆修復。

進一步的，所述送粉熔覆的單層熔覆厚度為0.2mm，共熔覆8層。

進一步的，采用與渦輪盤本體材料相同的合金粉末作為熔覆材料，所述合金粉為球形合金粉，粉末粒度100～200目，所述合金為GH4169合金。

進一步的，所述步驟3)在進行激光熔覆前，對合金粉進行120℃真空烘干。

進一步的，還包括步驟5)，采用熒光探傷檢查渦輪盤篦齒激光熔覆修復部位。