[發明專利]航空發動機加力泵葉輪氣蝕的修復方法

有效

• 申請號: 202010620045.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111571115B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 彭東;郭雙全;翟建楠;陳海生;楊秀恩;曾利;羅光榮;孫治國
• 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;C21D1/30;C21D1/76;C23C24/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 許睿

本發明公開了航空發動機加力泵葉輪氣蝕的修復方法，包括以下步驟：S1、對待修復的零件進行探傷，將所有氣蝕區域標記后對標記區域進行機械打磨，去除標記區域的已氣蝕基體；S2、采用焊接的方式對氣蝕排除區域進行增材；S3、對焊接區域打磨修型，恢復至原始面貌后進行去應力熱處理；S4、探傷確認修復區域無缺陷后，對修復區域噴涂耐蝕涂層，并研磨耐蝕涂層。本發明采用復合修復工藝，利用熒光探傷、機械打磨、焊接增材、熱處理、噴涂涂層的復合工藝對葉輪氣蝕進行修復，杜絕了氣蝕組織殘留、減小了零件變形風險、延緩了后期零件工作過程中受侵蝕的速度，有效延長零件的使用壽命。

技術領域

本發明涉及航空發動機維修技術領域，尤其是一種航空發動機加力泵葉輪氣蝕的修復方法。

背景技術

加力泵葉輪是航空發動機的重要組成部件，航空發動機工作時，葉輪以2.7萬轉/min轉速進行高速旋轉，將燃油油壓從進口油壓的2Kg～12Kg提高到出口油壓的70Kg，葉輪通過高轉速、高壓帶動燃油并將其旋轉甩出，形成霧化態。葉輪對動靜平衡、抗拉抗剪強度有著嚴格的要求，一旦失效將造成航空發動機空中停車的嚴重事故。葉輪長期處于高速旋轉的工作狀態，周圍的燃油介質在高速流動和壓力變化的影響下，很容易在葉輪與燃油接觸表面(例如葉輪的葉片和葉尖區域)的高速減壓區形成空穴，空穴在高壓區被壓碎并產生沖擊壓力，從而破壞葉片表面的完整性；葉片表面經受沖擊力多次反復作用后，葉片的表面材料發生疲勞脫落，使表面出現小凹坑，進而發展形成大凹坑，最終導致氣蝕現象發生。

現有技術中，修復葉輪氣蝕的常規手段為直接將一定安全范圍內的氣蝕區域打磨去除干凈，經過性能測試后繼續使用，該手段雖然能夠阻礙氣蝕的進一步深入，稍微延長了工件的使用壽命，但只是對氣蝕故障起到一定程度的緩解作用而并未能有效解決氣蝕現象，同時還會破壞葉輪零件的整體一致性，降低了葉輪的做工效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能夠有效修復葉輪氣蝕并且不會對葉輪造成損害的航空發動機加力泵葉輪氣蝕的修復方法。

為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案是：航空發動機加力泵葉輪氣蝕的修復方法，包括以下步驟：

S1、對待修復的零件進行探傷，將所有氣蝕區域標記后對標記區域進行機械打磨，去除標記區域的已氣蝕基體；

S2、采用焊接的方式對氣蝕排除區域進行增材；

S3、對焊接區域打磨修型，恢復至原始面貌后進行去應力熱處理；

S4、探傷確認修復區域無缺陷后，對修復區域噴涂耐蝕涂層，并研磨耐蝕涂層。

進一步的是：步驟S1中探傷采用熒光探傷，S4中探傷采用熒光和X光探傷。

進一步的是：步驟S2中所述焊接方式為高頻脈沖氬弧焊，焊接材料為TC4，焊接電流為170A，焊接時間為170MS。

進一步的是：步驟S3中的去應力熱處理工藝為：爐溫≤150℃時入爐，在40～60min內升溫至600℃±10℃，保溫2.0～2.5h，保溫結束后隨爐真空冷卻至200℃以下，然后充氬氣冷卻至80℃以下后出爐。

進一步的是：步驟S4中采用冷噴涂技術噴涂耐蝕涂層；耐蝕涂層的噴涂材料為Inconel718粉末，平均粒徑為30μm，粉末含氧量為476ppm，流動性為12s；耐蝕涂層的噴涂厚度為150～200μm。

進一步的是：步驟S4中研磨耐蝕涂層至耐蝕涂層的厚度為100～150μm。

本發明的有益效果是：

1、本發明中通過熒光探傷對葉輪進行全方面探傷，將所有氣蝕區域標記，為后續徹底去除氣蝕組織提供有效的保障，杜絕了氣蝕組織殘留；