[發(fā)明專利]一種渦輪葉片的涂層修復方法

在審

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• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113957378A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳犇;雷旭;湯浩;邱丹;李巍;熊勇
• 申請（專利權）人: 中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/02;C23C4/18;C23C4/073
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 唐斌

本發(fā)明公開了一種渦輪葉片的涂層修復方法，首先對破損的舊涂層進行化學腐蝕，然后進行機械研磨去除舊涂層，最后對葉片進行新涂層涂覆。通過本方法對已產生涂層燒蝕脫落的單晶渦輪葉片進行涂層修復，能夠保證葉片涂層的工作穩(wěn)定性，實現航空發(fā)動機單晶渦輪葉片的維修可利用性及經濟性。能為企業(yè)在葉片修理時提供良好的經濟效益與技術支持。

技術領域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機葉片維修技術領域，具體涉及一種航空發(fā)動機單晶渦輪葉片的涂層修復方法。

背景技術

航空發(fā)動機單晶渦輪葉片在長期的服役過程中，由于葉片進氣邊表面局部高溫的出現，會使進氣邊表面處的耐高溫氧化涂層AlNiY+NiCrAlY遭到破壞而逐步脫落，使葉片失去抗高溫氧化保護，在嚴重的情況下會導致葉片性能惡化而產生燒蝕剝落甚至開裂斷裂，給發(fā)動機的安全使用帶來了隱患。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決航空發(fā)動機單晶渦輪葉片涂層燒蝕剝落問題，而提出一種航空發(fā)動機單晶渦輪葉片的涂層修復方法。

對于已產生涂層燒蝕脫落的單晶渦輪葉片，在確保葉片基材未出現過燒的前提下，可采取優(yōu)化的化學腐蝕+機械研磨去涂層及電弧離子鍍再噴涂的方法實現修復，一方面可避免葉片組織產生再結晶，另一方面可保證涂層修復的致密性及結合力，進而實現葉片涂層的可修復性及葉片再利用的可行性，給解決航空發(fā)動機單晶渦輪葉片的涂層故障提供了良好的經濟效益與技術支持。

本發(fā)明的基本思路為：當航空發(fā)動機單晶渦輪葉片AlNiY+NiCrAlY涂層產生燒蝕脫落后，可采取優(yōu)化的化學腐蝕+機械研磨相結合的方法首先去除葉片已破損的殘留舊涂層，其中在化學腐蝕時需特別注意溶液濃度、溫度以及時間的綜合控制，否則會嚴重影響舊涂層的去除效果。如當溫度過低或時間較短時，溶液腐蝕效果較差致使殘留的舊涂層較多，造成后續(xù)機械研磨及新涂層噴涂的工藝質量差，又如當溶液濃度過大或時間較長時，容易出現溶液過腐蝕的現象，使葉片舊涂層完全去除的同時也腐蝕損害葉片的基體材料，造成葉片無法繼續(xù)修復及使用。因此可采取優(yōu)化的化學腐蝕工藝對葉片舊涂層進行腐蝕，控制舊涂層殘留量在一定數量，以利于后續(xù)機械研磨去涂層的效果。在機械研磨時，對葉片進行吹砂及打磨時，需適當控制吹砂的砂粒、間距、氣壓及砂紙目數等，否則造成機械研磨去除舊涂層效果差，或者出現過研磨現象，使葉片基體材料受到機械損傷。另外，過研磨也會造成葉片表層存在一定壓應力，可能會造成后續(xù)葉片修復時對新涂層的噴涂工藝性差，或者在葉片基體表層出現再結晶而導致葉片報廢。經優(yōu)化的化學腐蝕+機械研磨去除葉片舊涂層后，再采用適宜的電弧離子鍍噴涂工藝對葉片進行新涂層涂覆，可有力地保證新涂層的致密性及結合力。

本發(fā)明的技術方案為：

一種渦輪葉片的涂層修復方法，首先對破損的舊涂層進行化學腐蝕，然后進行機械研磨去除舊涂層，最后對葉片進行新涂層涂覆。

所述化學腐蝕的工藝步驟包括清洗-濕吹砂-烘干-涂蠟-干吹砂-除油-腐蝕-中和-清洗-除蠟-除油-浸洗-干燥。

所述機械研磨的步驟包括：將腐蝕完成后的葉片放入馬弗爐中進行加熱檢查，在600℃保溫1h后出爐，對葉片殘留的涂層進行拋光和細微打磨，之后重復進行加熱檢查和拋光打磨操作，直至涂層完全去除。

將葉片裝入電弧離子鍍設備中進行離子清洗，離子清洗結束后進行電弧離子鍍噴涂第一道涂層，待葉身噴涂冷卻結束后再次進行離子清洗，之后進行電弧離子鍍噴涂第二道涂層，最后進行真空擴散熱處理。

所述濕吹砂是涂蠟前對葉片整個葉身進行濕吹砂，吹砂角度為40°～60°，間距65mm～80mm，砂子顆粒度為棕剛玉F120，砂子與水的配比為1：4～6，氣壓為0.2MPa～0.3Mpa。

在葉片進、排氣邊、榫頭及葉尖部位進行涂蠟保護，對葉片未涂蠟的部位進行干吹砂，吹砂角度為40°～60°，間距50mm～65mm，砂子顆粒度為棕剛玉F220，氣壓為0.2MPa～0.3Mpa。