[發明專利]等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復材料及修復方法

有效

• 申請號: 202011199984.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112538583B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 秦仁耀;梁家譽;張國會;陳冰清;趙梓均
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C21D9/00;C21D1/773;C23C24/10;B23P6/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 孟慶浩

1.等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：

修復用材料為激光修復用高溫合金粉末，其成分及質量百分比為：C：0.12~0.18%，Cr：15.5~16.5%，Co：12.5~13.5%，W：3.5~4.5%，Mo：3.5~4.5%，Nb：0.6~1.0%，Al：2.0～2.5%，Ti：3.5~4.0%，Zr：0.03~0.08%，B：0.006~0.015%，Ta：＜0.2%，Si：＜0.2%，Mn：＜0.12%，Fe：＜0.35%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，O：≤0.010%，N：≤0.008%，Ni：余量；

采用激光直接沉積工藝修復等軸晶高溫合金渦輪導向葉片的鑄造缺陷，包括以下步驟：

步驟一、修復前固溶熱處理：將存在鑄造缺陷的等軸晶高溫合金渦輪導向葉片放入真空熱處理爐內進行成分和組織均勻化的固溶熱處理，熱處理的工藝要求是：在真空壓力低于3×10^-2Pa條件下，開始加熱升溫，以50～80℃/min的速度升至1200～1215℃，保溫25～30min；隨爐冷至1170～1185℃，保溫50～60min；然后降溫，隨爐冷至500℃以下后，充入空氣快冷至室溫；

步驟二、修復前缺陷清除，打磨待修復區；

步驟三、激光直接沉積修復：采用激光直接沉積方法對打磨區進行修復，并恢復鑄造缺陷處的尺寸，修復工藝參數為：激光功率為450～900W、激光掃描速度為500～900mm/min、送粉速度為4～9g/min、道次間的搭接率為45～60%、同軸保護氣流量為10～20L/min。

2.根據權利要求1所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：步驟一還包括對缺陷無損檢測的步驟，具體操作：

通過目視、熒光和X射線檢查渦輪導向葉片鑄件，確定缺陷的位置、類型、數量、尺寸情況。

3.根據權利要求1所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：步驟二具體操作如下：

采用機械打磨方式去除鑄造缺陷，直至露出金屬光澤，打磨區輪廓略大于缺陷外緣，采用丙酮或酒精清洗打磨區及其周邊區域，并用吹風機或風扇吹干。

4.根據權利要求1所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：步驟三中所述的激光直接沉積修復工藝中每個修復層的具體參數為：

與葉片基體相鄰的第一層修復層的激光功率為450～600W、激光掃描速度為500～700mm/min、送粉速度為4～6g/min、道次間的搭接率為45～60%、同軸保護氣流量為10～20L/min，第二層及以上修復層的激光功率為600～900W、激光掃描速度為500～900mm/min、送粉速度為5～9g/min、道次間的搭接率為45～60%、同軸保護氣流量為10～20L/min。

5.根據權利要求1所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：步驟三中激光修復用填充材料的粒徑為Φ53～Φ150μm。

6.根據權利要求1所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：所述等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法還包括對修復區尺寸精加工和對修復部位無損檢測的步驟。

7.根據權利要求6所述的等軸晶材料渦輪導向葉片鑄造缺陷修復方法，其特征在于：對修復區尺寸精加工和對修復部位無損檢測的具體操作如下：

修復區尺寸精加工：采用磨削、銑削方式加工修復區，恢復葉片尺寸；

修復部位無損檢測：采用熒光探傷和X射線方法，對修復區及其周圍區域進行表面及內部質量檢查。