[發明專利]一種FGH96合金尺寸超差部位的前處理及修復方法

有效

• 申請號: 202111344004.8
• 申請日: 2021-11-14
• 公開（公告）號: CN114134446B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 蘆國強;梅飛強;張佳平;程玉賢;張春剛
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/08;C23C4/134;C22C19/05;C23C4/01
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明的目的是解決FGH96粉末高溫合金零件的尺寸修復問題，提供一種該類材質零件超差部位的前處理及尺寸修復方法。針對FGH96粉末高溫合金零件，進行零件的尺寸測量分析、零件噴丸層的精密車加工去除、噴涂前低應力吹砂處理、噴涂前零件氮氣冷卻處理、NiCrFeMo涂層噴涂過程中零件低溫氮氣冷卻，研制出的低應力NiCrFeMo涂層滿足先進航空發動機用FGH96粉末高溫合金的尺寸修復需求，具有較高生產效率和較低的制備成本。該方法制備的涂層具有良好的結合強度，涂層與FGH96粉末高溫合金材料基體有良好的匹配性，可實現在航空發動機中的長壽命和高可靠性應用。

技術領域

本發明屬于航空發動機技術領域，具體涉及一種針對FGH96粉末合金零件尺寸超差部位的前處理及修復方法。

背景技術

FGH96粉末高溫合金零件是航空發動機高渦轉子部位的重要部件，零件工作過程高速旋轉并承受著高溫，粉末冶金盤價格昂貴，零件一旦出現超差可能面臨著報廢的風險，因此該類合金零件的尺寸修復經濟效益非常大，在航空領域的需求也很廣泛。

發明內容

本發明的目的是解決FGH96粉末高溫合金零件的尺寸修復問題，提供一種該類材質零件超差部位的前處理及尺寸修復方法。該方法可以有效修復FGH96粉末高溫合金零件止口，并且不降低零件的疲勞性能，通過尺寸修復技術可以有效降低航空發動機高渦部件的報廢率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種FGH96合金尺寸超差部位的前處理及修復方法，其特征在于：對FGH96合金零件尺寸超差部位進行前處理，并在該處采用等離子噴涂工藝制備NiCrFeMo涂層。

具體的，本發明所述方法的工藝流程為：針對FGH96粉末高溫合金零件，進行零件的尺寸測量分析、零件噴丸層的精密車加工去除、噴涂前低應力吹砂處理、噴涂前零件低溫氮氣冷卻處理、NiCrFeMo涂層噴涂過程中零件低溫氮氣冷卻，NiCrFeMo涂層的等離子噴涂，

本發明制備所得低應力NiCrFeMo涂層滿足先進航空發動機FGH96粉末高溫合金的尺寸修復需求，具有較高生產效率和較低的制備成本。該方法制備的涂層具有良好的結合強度，涂層與FGH96粉末高溫合金材料基體有良好的匹配性，可實現在航空發動機中的長壽命和高可靠性應用。

其中：

所述零件噴丸層的精密車加工去除深度為0.05-0.10mm，該厚度范圍可以保證有效去除噴丸層，并最小限度降低基體強度。去除噴丸層后再進行等離子噴涂可以避免零件表面晶粒長大，以防降低零件基體的力學性能。

所述噴涂前低應力吹砂處理為采用20#白剛玉砂，在風壓0.10-0.15MPa、距離20-30mm的條件下進行，處理完成后的FGH96合金零件表面粗糙度為Ra1.3～Ra2.0，該范圍既可以保證后續涂層具有較高的結合力，同時對FGH96零件表面破壞最小，從而保證FGH96零件的疲勞強度不下降。FGH96粉末合金盤缺口敏感性大，零件表面粗糙度增加會導致其疲勞性能下降。

所述噴涂前零件低溫氮氣冷卻處理為在零件周向設置低溫氮氣冷卻束流，低溫氮氣冷卻束流為2束，2束冷卻束流與等離子噴槍圍繞零件三點均勻布置，冷卻氣流的噴嘴直徑為8mm，壓力為0.2-0.4MP，通過低溫氮氣使零件溫度降至0℃以下。

所述NiCrFeMo涂層由NiCrFeMo粉末經等離子噴涂的方法制備，所述NiCrFeMo粉末中各元素含量為質量百分比：Ni 52.5％，Cr19％，Fe19％，Mo3％，余量為其他合金化元素及不可避免雜質；所述NiCrFeMo粉末粒度范圍：-120目/+325目；所述NiCrFeMo涂層厚度為0.10-0.50mm。