[發明專利]航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸修復方法

在審

• 申請號: 202011103138.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112276082A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 郭雙全;鐘杰;黃璇璇;何勇;姚改成;司艷;程小紅;王軼翔
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y30/00;B33Y40/20
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉揚

本發明涉及航空發動機裝備修復方法領域，尤其是一種可以高效率、批量近凈成型修復航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸的航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸修復方法，包括：a、將待修復的葉片的葉尖均打磨到相同的高度，然后將所有的葉片固定；b、將固定好葉片的葉片修復夾具固定設置在3D打印基板上；c、將所述3D打印基板放入3D打印成型艙內；d、模型切片以及賦予每一次打印參數；e、開始打?。籪、對葉片的葉尖修復區進行拋光處理；g、將修復的葉片進行真空熱處理；h、對打印修復的葉片進行手工拋光處理，并完成修復。本發明尤其適用于高效率、批量修復航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸的工藝之中。

技術領域

本發明涉及航空發動機裝備修復方法領域，尤其是一種航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸修復方法。

背景技術

航空發動機的高壓壓氣機轉子葉片長期在每分鐘高達14000轉的工況下工作，屬高轉速、高應力部件。在服役過程中經常出現葉尖磨損故障，其中第5～8級葉片發生整級葉尖磨損。常規的方法是采用微弧等離子、氬弧焊等熔焊方法，葉片為三維曲面結構，因此采用微弧等離子、氬弧焊等熔焊方法存在如下問題：一、無法實現凈近成形修復，修復時葉片邊緣余量大，因此修復后需要采用磨加工和手工打磨修型的方法將多余的修復區進行打磨去除，打磨花費的時間是熔焊修復的十倍以上；二、每次只能修復單件葉片，每次修復前必須對單個葉片進行位置校準，修復效率低，每臺發動機修復葉片數百件，難以滿足修復需求；三、微弧等離子、氬弧焊等熔焊方法焊接過程中熱輸入量大，容易出現葉尖咬邊、塌陷等焊接缺陷。目前尚無可以高效率、批量近凈成型修復航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可以高效率、批量近凈成型修復航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸的航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸修復方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：航空發動機壓氣轉子葉片葉尖三維尺寸修復方法，包括如下步驟：a、首先，將待修復的葉片的葉尖均打磨到相同的高度，然后依次將打磨好的葉片放入葉片修復夾具的卡槽上并將所有的葉片固定；b、將固定好葉片的葉片修復夾具固定設置在3D打印基板上，并且葉片的高度和3D打印基板四周的高度板的高度一致；c、將所述3D打印基板放入3D打印成型艙內，以葉片的葉尖作為打印基準面，加入GH4169粉末到成型艙，通過調整刮刀位置使得刮刀剛好和葉片的葉尖齊平；d、在葉尖修復區的模型建好后，將修復區模型的X、Y和Z尺寸同時放大，然后進行模型切片以及賦予每一次打印參數；e、將模型數據導入3D打印設備后，打開基板預熱開關，當預熱基板溫度至80～100℃后開始打?。籪、打印完后取下葉片，對葉片的葉尖修復區進行拋光處理；g、將修復的葉片進行真空熱處理；h、對打印修復的葉片進行手工拋光處理，并完成修復。

進一步的是，步驟a中，利用葉片修復夾具上的彈簧裝置夾持裝置將葉片固定。

進一步的是，步驟d中，修復區模型的X、Y和Z尺寸同時放大0.3mm。

進一步的是，步驟e中，打印工藝參數為：激光功率200～260W。

進一步的是，步驟e中，打印工藝參數為：激光掃描速度900～1000mm/s。

進一步的是，步驟e中，打印工藝參數為：掃描間距0.1～0.12mm。

進一步的是，步驟e中，打印工藝參數為：鋪粉層厚為30μm。

進一步的是，步驟e中，打印工藝參數為：打印過程中采用氬氣保護。

進一步的是，步驟g中，熱處理制度為：760℃～780℃的溫度范圍內處理2小時，以及620℃～640℃的溫度范圍內處理4小時。