[發(fā)明專利]高溫合金壓氣機葉片葉尖強化修復方法及修復用粉末

有效

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• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN115992337B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 李俊辰;李劍平;羅奎林;錢磊;潘鋼;李文靜;劉暢;姚文明
• 申請（專利權）人: 國營川西機器廠
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/129;C23C4/02;C23C4/18;B22F1/065;B22F1/10
• 代理公司: 成都市鼎宏恒業(yè)知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51248
• 代理人: 吳佳潔

本發(fā)明公開了一種高溫合金壓氣機葉片葉尖強化修復方法及修復用粉末，其修復方法包括有如下步驟：1）對葉片葉尖進行高速磨削；2）制備噴涂粉末；3）采用超音速火焰噴涂粉末對壓氣機葉片葉尖進行接長修復；4）將噴涂接長后的葉片葉尖進行振動光飾；5）對振動光飾后的葉片葉尖進行高速磨削；其中，制備噴涂粉末的方式為：將鎳鉻鐵鉬粉末與碳化鉻陶瓷粉末混合攪拌；將混料與去離子水、粘接劑一起混合球磨；球磨后經霧化造粒得到球形粉，球形粉真空燒結、破碎、篩分得到噴涂粉末。

技術領域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機維修技術領域，特別是一種高溫合金壓氣機葉片葉尖強化修復方法及修復用粉末。

背景技術

某型航空發(fā)動機高壓壓氣機轉子葉片采用高溫合金制造，在服役過程中，轉子葉片的葉尖與靜子機匣涂層之間會發(fā)生相互刮磨，從而導致葉尖磨損，造成葉尖與涂層的之間的配合間隙變大，從而使壓氣機的效率大幅下降。為了保證發(fā)動機正常工作，在發(fā)動機進行級維修時，需對葉尖磨損超差的葉片葉尖進行接長修理。

壓氣機轉子屬于薄壁變截面零件，葉片最薄處僅有0.2?mm，葉片最厚處也僅有0.7mm，且壓氣機轉子修復區(qū)為曲面，修復時需要也對曲面的弧形邊緣進行堆材，因此相比于具有一定厚度和面積的平面零件來說，壓氣機轉子修復方式的選擇受到了諸多限制，一些修復方式難以保證曲面的曲率以及弧形邊緣的材料沉積。其次，葉片表面修復后對粗糙度有要求，粗糙度過大或則過小都會影響葉片的氣動性能，所以對修復的材料也需要特別選擇。故此，針對高溫合金壓氣機葉片葉尖的接長修復往往難度較大。

目前，針對航空發(fā)動機壓氣機轉子葉片葉尖磨損修復，主要包括幾種。如中國公開專利CN?112077309，提出采用激光選區(qū)熔化和電子束選區(qū)熔化工藝對鈦合金類壓氣機轉子葉片葉尖進行接長修復；通過激光選區(qū)熔化設備或電子束選區(qū)熔化設備在葉片的葉尖表面進行逐層鋪粉并利用激光或電子束掃描成形。但該方法需要對每一片葉片進行三維掃描后進行逆向建模，對于工業(yè)生產性的修復廠家來說，修復大批量的葉片葉尖時，該方法需要分別建模導致耗費大量的時間。

又如中國公開專利CN?112276082通過設計批量裝夾工裝并利用3D打印的方式將壓氣機轉子葉片葉尖進行接長；利用3D打印成型對葉片葉尖進行接長修復，實現(xiàn)批量化修復。但是該方法利用3D打印修復時，也需要進行建模并賦予每一次打印參數，另外采用3D打印的方式將修復材料鋪在葉片葉尖上，葉片表面的粗糙度不能達到要求，每一個葉片都需要經過手工拋光打磨才能完成修復，還是無法徹底實現(xiàn)批量化修復。

中國公開專利CN207027289?U還指出目前針對壓氣機轉子葉片葉尖磨損其主要的修復方法有激光熔覆、氬弧焊、微弧等離子焊等方法。雖然激光熔覆、氬弧焊、微弧等離子焊的修理方法能有效解決壓氣機轉子葉片葉尖磨損故障，但無論是激光熔覆、氬弧焊、微弧等離子焊還是3D打印均屬于熔焊修復方法，本質上都是通過堆積與母材成分一致或接近的母材合金進行葉片尺寸修復，無法實現(xiàn)凈近成形修復，焊接后均存在著加工余量大，因此焊后需要進行打磨、修型等步驟將多余的修復區(qū)去除，還需要經過拋光、熱處理去應力、振動光飾等工序，因此修理工序較長、修理效率較低，一次只能修復單片葉片，而每臺發(fā)動機修復葉片數百件，無法滿足葉片批量修復需求，且修復后的葉尖耐磨性能沒能得到大幅提高，使用一個周期后葉尖又會出現(xiàn)磨損。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種高溫合金壓氣機葉片葉尖強化修復方法及修復用粉末。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種高溫合金壓氣機葉片葉尖強化修復方法，包括有如下步驟：

1）對葉片葉尖進行高速磨削；

2）制備噴涂粉末；

3）采用超音速火焰噴涂粉末對壓氣機葉片葉尖進行接長修復；

4）將噴涂接長后的葉片葉尖進行振動光飾；

5）對振動光飾后的葉片葉尖進行高速磨削；