[發明專利]一種航空發動機風扇內機匣單元鈦合金α層的去除工藝

有效

• 申請號: 201710907068.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107740124B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 田敏;黎紅英;王莉;張萍
• 申請（專利權）人: 中國航發航空科技股份有限公司
• 主分類號: C23G1/20
• 分類號: C23G1/20;C23G1/10
• 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

本發明提供一種航空發動機風扇內機匣單元鈦合金α層的去除工藝，主要內容為：將航空發動機風扇內機匣單元浸入堿洗液中于30?35℃下進行堿洗，堿洗后用水清洗堿洗液，再置入酸洗液中于15?35℃下進行酸洗，酸洗后用水清洗酸洗液，再用壓縮空氣吹干。本發明工藝操作簡單、方便，設備簡易，生產成本低廉，且不產生過腐蝕，除去α層后鈦合金氫含量能滿足相關標準要求。

技術領域

本發明涉及航空發動機鈦合金構件加工技術領域，具體涉及一種航空發動機風扇內機匣單元鈦合金α層的去除工藝。

背景技術

鈦合金具有高比強度和優異的抗腐蝕能力等優點，廣泛應用于航空航天等領域應用廣泛。航空發動機風扇內機匣單元是由鈦合金內機匣和12個鈦合金支板通過電子束焊接構成，通常在焊接過程中會產生焊接應力，對焊接后的內機匣單元使用性能產生影響，因此在焊接后通常都需要通過熱處理來消除焊接應力。

目前，涉及鈦合金零件一般均采用真空爐進行熱處理，防氧化效果好，但是真空爐熱處理在真空度不高或是氧泄露時，由于鈦合金在高溫下具備高化學活性，能與真空爐內殘余空氣中的O、N、C元素發生化學反應，同時氧元素向鈦合金金屬內部擴散進入鈦的金屬點陣形成間隙固溶體，在鈦合金零件表面氧化皮下就會形成脆性的、氣體飽和的富氧α層，對鈦合金零件尤其是結構較為復雜的風扇內機匣單元表面產生污染，嚴重影響鈦合金鑄件的疲勞性能、斷裂韌性和沖擊性能，使鈦合金零件在繼續變形或受力時導致表面開裂、塑性降低。為了保證鈦合金零件可靠的工作，航空用風扇內機匣單元表面不允許有鈦合金α層的存在。

目前國內鈦合金零件特別是異形件和復雜件表面α層的去除不適宜采用普通鈦合金板材常用的鈦合金α層去除工藝，即通過噴砂或機械加工的方法去除鈦合金表面α層，如航空發動機風扇內機匣單元尺寸大且形狀復雜，機匣及支板內部擁有一定深度的腔道，而且腔道復雜且繁多，無法徹底的去除鈦合金α層。因此鈦合金零件普遍采用兩步法，即先熔融堿洗然后酸洗，但是由于熔融堿洗工藝溫度很高，達450℃，且易造成α+β相和β相鈦合金零件的過早時效強化，給進一步加工帶來困難。

發明內容

本發明旨在解決上述背景技術中的問題，提供一種航空發動機風扇內機匣單元鈦合金α層的去除工藝，通過低溫堿洗與酸洗結合，對航空發動機風扇內機匣單元外表面鈦合金α層進行徹底去除。

本發明提供的航空發動機風扇內機匣單元鈦合金α層的去除工藝，包括以下工藝步驟：

(1)堿洗油漬：將航空發動機風扇內機匣單元浸入堿洗液中于30-35℃下堿洗10-15min，洗除工件表面上的油漬，所述堿洗液為RMC生產的牌號為Biogenic SE374的工業清洗劑用水配制成的體積濃度為10-25vol％堿洗液；

(2)清洗堿洗液：將航空發動機風扇內機匣單元從堿洗液中移出，排干機匣內腔的堿洗液浸入清水中，清洗工件表面附著的堿洗液；

(3)確定α層酸洗速率：將與航空發動機風扇內機匣單元同材質已測出α層厚度的試樣浸入酸洗液中，于15-35℃下酸洗去除α層，根據α層洗除時間計算出α層的酸洗速率，所述酸洗液為由12-16vol％硝酸與1.5-2vol％氫氟酸按照質量比不低于10:1配制成的混合酸洗液；

(4)酸洗去除α層：將航空發動機風扇內機匣單元浸入與試樣酸洗相同的酸洗液中，采用試樣酸洗相同的酸洗條件進行酸洗，酸洗的時間為：(1.3～2)×工件α層厚度÷α層酸洗速率；

(5)清洗酸洗液：將航空發動機風扇內機匣單元從酸洗液中移出，排干機匣內腔的酸洗液浸入清水中，充分請洗工件表面附著的酸洗液后，用高壓水對航空發動機風扇內機匣單元內腔進行充分沖洗；

(6)干燥：對充分沖洗后的航空發動機風扇內機匣單元用過壓縮空氣吹干。

其中，所述航空發動機風扇內機匣單元通過吊掛裝置浸入堿洗液、清水與酸洗液中進行晃動洗。