航空发动机机匣止口尺寸修复方法技术

本发明专利技术涉及一种航空发动机机匣止口尺寸修复方法，通过控制等离子喷涂功率，控制喷涂粉末在飞行中的受热过程，可以有效的调节涂层的孔隙率、硬度及涂层中氧化物的含量，降低了涂层的热应力。本发明专利技术制备的镍铝涂层与机匣的硬度及热膨胀系数相当，涂层的结合强度远高于机匣止口在给定工况下的受力强度，可以满足航空发动机机机匣的使用工况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种尺寸修复方法，尤其是。
技术介绍
航空发动机零部件工作条件恶劣，其零部件由于常年经受震动，易造成对接零件磨损。航空发动机在工作过程中，由于材料、结构和工作条件等因素使得材料为铸镁5的附件传动机匣、材料为20号钢的压气机匣及材料为lCrl8Ni9Ti的燃烧室机匣相互间的止口磨损变形，造成转静子不同心，严重情况下导致偏磨故障的发生。为满足使用要求，解决偏磨故障，需对配合止口部位进行修复，现有的修复方法是沿压气机匣止口圆周方向焊八点。焊八点是采用氩弧焊的方法，在压气机匣止口均布堆焊八点，焊后车加工至规定的尺寸。该方法也只应用于结构较厚刚性好的前止口。后止口较薄刚性差，焊八点会造成机匣变形，无法采用焊八点的方法进行修复。虽然前止口一直采用焊八点的修复方法，但在修复过程中也存在一些问题，如焊点太小，装配后点支撑效果不是很好，焊后密封性差等。随着热喷涂技术的进步，热喷涂进行零件尺寸修复逐渐成为尺寸修复方面最有效可行的方法。采用热喷涂涂层的修复方法，不会造成零件变形，且喷涂后的涂层可加工至规定的尺寸，其尺寸可满足新品要求。为保证航空发机的使用可靠性，要求材料为合金钢、钛合金等的止口，在喷涂后的镍铝涂层要达到:孔隙率控制在5%以下，涂层中未融化颗粒含量不大于10%，最大颗粒直径不大于60 μπι;涂层维氏硬度不低于120，结合强度大于35MPa。但对于该种类型的材料的止口修复方法，没有成熟的工艺可以供鉴，也没有文献提供参考。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种修复航空发动机合金钢、钛合金等材料止口尺寸的等离子喷涂镍铝涂层的工艺方法，并可使镍铝涂层的孔隙率控制在5%以下；涂层中未融化颗粒含量不大于10%，最大颗粒直径不大于60 μ m;涂层维氏硬度不低于120 ;结合强度大于35MPa。本专利技术的技术实施方案为: (1)零件表面净化处理，采用丙酮或酒精对零件喷涂表面进行除油擦洗，直至表面无脏污； (2)用耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装保护好非喷涂表面； (3)采用24号棕刚玉或白刚玉砂，喷砂压力为0.2MPa?0.6MPa，喷砂距离100mm?300mm，角度为45°?80°，对喷涂表面进行喷砂处理，至零件表面为粗糙的均匀无金属光泽后停止； (4)喷砂后去除喷砂保护的耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装，用洁净干燥的压缩空气将粘附在工件表面的碎砂及浮灰吹净； (5)采用耐高温胶带、薄金属片或专用工装对非喷涂表面再次进行保护； (6)将零件的喷涂部位预热至温度范围50°C?120°C； (7)将零件放置在转台上，转台转速为60?80rpm/min;喷涂角度为45°?135° ;喷涂粉末为95%的镍和5%的铝，粒度为-90+45 μ m，喷涂过程中的参数为: 送粉量:24% RPM 氩气压力:75±5Psi 氩气流量:100±5SCFH 辅气压力:50±5Psi 辅气流量:8?18SCFH 送粉气压力:3.5±0.2bar 电流:490?500A 电压:68±2V 喷涂距离:120?170mm 喷涂过程中零件采用压缩空气冷却，控制基体温度不超过150°C ;采取逐次加厚的方法进行喷涂，每次喷涂的厚度不超过0.15_，直至达到需要的涂层厚度； (8)拆卸夹具并将零件清理干净后，对喷涂进行加工至规定的尺寸； (9)对涂层部位进行荧光检查，若无裂纹，进行最终检验；若有裂纹，去除涂层后重新喷涂； (10)最终检验。所述的第(6)步骤可采用喷枪直接缓慢、均匀预热，并防止局部过热；所述的专用保护工装安装在零件上，并能将所有的不需要喷涂的位置封闭起来；所述的喷涂设备型号为 Metco 9Mo本专利技术采用的工艺方法可以通过控制等离子喷涂功率，控制喷涂粉末在飞行中的受热过程，可以有效的调节涂层的孔隙率、硬度及涂层中氧化物的含量；同时，通过压缩空气冷却系统可使喷涂过程中分散热量，防止局部过热，降低了涂层的热应力。采用本工艺方法制备的镍铝涂层与机匣的硬度及热膨胀系数相当，孔隙率在5%以下，涂层中未融化颗粒含量不大于10%，最大颗粒直径不大于60 μ m ;涂层维氏硬度不低于120，结合强度大于35MPa，涂层的结合强度远高于机匣止口在给定工况下的受力强度，可以满足航空发动机机机匣的使用工况，并在产品上进行应用，达到了预期的效果。【具体实施方式】—种，其具体的实施步骤包括: (1)零件表面净化处理，采用丙酮或酒精对零件喷涂表面进行除油擦洗，直至表面无脏污； (2)用耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装保护好非喷涂表面； (3)采用24号棕刚玉或白刚玉砂，喷砂压力为0.2MPa?0.6MPa，喷砂距离100mm?300mm，角度为45°?80°，对喷涂表面进行喷砂处理，至零件表面为粗糙的均匀无金属光泽后停止； (4)喷砂后去除喷砂保护的耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装，用洁净干燥的压缩空气将粘附在工件表面的碎砂及浮灰吹净； (5)采用耐高温胶带、薄金属片或专用工装对非喷涂表面再次进行保护； (6)将零件的喷涂部位预热至温度范围50°C?120°C； (7)将零件放置在转台上，转台转速为60?80rpm/min;喷涂角度为45°?135° ;喷涂粉末为95%的镍和5%的铝，粒度为-90+45 μ m，喷涂过程中的参数为: 送粉量:24% RPM 氩气压力:75±5Psi 氩气流量:100±5SCFH 辅气压力:50±5Psi 辅气流量:8?18SCFH 送粉气压力:3.5±0.2bar 电流:490?500A 电压:68±2V 喷涂距离:120?170mm 喷涂过程中零件采用压缩空气冷却，控制基体温度不超过150°C ;采取逐次加厚的方法进行喷涂，每次喷涂的厚度不超过0.15_，直至达到需要的涂层厚度； (8)拆卸夹具并将零件清理干净后，对喷涂进行加工至规定的尺寸； (9)对涂层部位进行荧光检查，若无裂纹，进行最终检验；若有裂纹，去除涂层后重新喷涂； (10)最终检验。所述的第(6)步骤可采用喷枪直接缓慢、均匀预热，并防止局部过热；所述的专用保护工装安装在零件上，并能将所有的不需要喷涂的位置封闭起来；所述的喷涂设备型号为 Metco 9Mo 实施例某航空发动机压气机匣前后止口表面，采用等离子喷涂镍铝涂层的工艺方法修复其由于工作磨损而造成的尺寸变形，并要求喷涂后的涂层厚度为0.9mm?1.4mm，涂层的孔隙率控制在5%以下，涂层中未融化颗粒含量不大于10%，最大颗粒直径不大于60 μπι;涂层维氏硬度不低于120，结合强度大于35MPa，其具体的实施过程如下: (1)采用丙酮对零件喷涂表面进行除油擦洗，直至表面无脏污； (2)用耐高温胶带和专用保护工装保护好非喷涂表面； (3)采用24号白刚玉砂，喷砂压力0.4MPa，喷砂距离150mm，角度为60°，对喷涂表面进行喷砂处理，喷砂后表面是均匀无金属光泽的粗糙表面； (4)喷砂后去除喷砂保护，用洁净干燥的压缩空气将粘附在工件表面的碎砂及浮灰吹净； (5)采用耐高温胶带和专用保护工装对易受喷涂侵害的非喷涂表面再次进行保护； (6)将零件喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机机匣止口尺寸修复方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)零件表面净化处理，采用丙酮或酒精对零件喷涂表面进行除油擦洗，直至表面无脏污；(2)用耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装保护好非喷涂表面；(3)采用24号棕刚玉或白刚玉砂，喷砂压力为0.2MPa～0.6MPa，喷砂距离100mm～300mm，角度为45°～80°，对喷涂表面进行喷砂处理，至零件表面为粗糙的均匀无金属光泽后停止；(4)喷砂后去除喷砂保护的耐高温胶带、薄金属片或专用保护工装，用洁净干燥的压缩空气将粘附在工件表面的碎砂及浮灰吹净；(5)采用耐高温胶带、薄金属片或专用工装对非喷涂表面再次进行保护；(6)将零件的喷涂部位预热至温度范围50℃～120℃；(7)将零件放置在转台上，转台转速为60～80rpm/min；喷涂角度为45°～135°；喷涂粉末为95％的镍和5％的铝，粒度为‑90+45μm，喷涂过程中的参数为：送粉量：24％RPM氩气压力：75±5Psi氩气流量：100±5SCFH辅气压力：50±5Psi辅气流量：8～18SCFH送粉气压力：3.5±0.2bar电流：490～500A电压：68±2V喷涂距离：120～170mm喷涂过程中零件采用压缩空气冷却，控制基体温度不超过150℃；采取逐次加厚的方法进行喷涂，每次喷涂的厚度不超过0.15mm，直至达到需要的涂层厚度；(8)拆卸夹具并将零件清理干净后，对喷涂进行加工至规定的尺寸；(9)对涂层部位进行荧光检查，若无裂纹，进行最终检验；若有裂纹，去除涂层后重新喷涂；(10)最终检验。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋丙红，师玉英，解维生，周锴，司锐，张彦飞，曲延龙，周权，贺健，
申请(专利权)人：哈尔滨东安发动机集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23