用于改善涡轮机组件的表面状态的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于对组件(1)、例如为涡轮机组件进行表面处理的方法，该组件包括待处理表面，该方法包括以下步骤：给第一分配器(2)装入化学蚀刻溶液，并给第二分配器(3)装入冲洗溶液，将第一分配器和第二分配器定位成与待处理表面相对，使第一分配器和第二分配器沿着待处理表面移动，以使待处理表面相继接纳化学蚀刻溶液，然后接纳清洗溶液。然后接纳清洗溶液。然后接纳清洗溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善涡轮机组件的表面状态的方法和设备


[0001]本专利技术涉及对涡轮机部件、优选地对金属部件进行表面处理以改善金属部件的表面状态。
[0002]本专利技术发现了在对涡轮机叶片进行机加工后对其进行表面处理方面的有利应用。

技术介绍

[0003]涡轮机中暴露于空气流的部件要符合严格的空气动力学性能要求。用于优化涡轮机的操作周期的决定性参数中的一个是直接暴露于空气流的部件的表面状态。应特别注意涡轮机的旋转元件，特别是压缩机和涡轮叶片。
[0004]在涡轮机叶片的标准机加工操作结束时，获得的叶片表面的粗糙度Ra小于1.6微米。应记得，粗糙度Ra表示表面的连续的微观波峰与波谷之间的平均偏差。然而，仍认为1.6微米的粗糙度Ra对于一些应用来说太高。
[0005]为了进一步减小叶片表面的粗糙度，已知用研磨带或研磨剂进行手动或自动抛光或者进行电解抛光。这些操作特别能够减小叶片表面的粗糙度或对叶片表面进行去毛刺，即，去除造成表面不平整的局部多余材料。
[0006]还已知的是，通过摩擦精加工(通过将部件浸没在包含研磨物质的基体中并使部件在所述基体中运动)来对部件的机加工表面进行去毛刺。部件的运动会在部件的表面与研磨物质之间产生摩擦。在以自动进行这种摩擦精加工而闻名的机器中，一些机器包括装满研磨制品并由振荡或振动运动驱动的箱子。其他已知设备提供了用于使待处理部件在包含研磨物质的固定基体内旋转的装置。
[0007]然而，已知方法的缺点是很难被适配成仅对部件的一部分进行处理。在涡轮机叶片的情况下，一些应用只需要在前缘和/或后缘处对叶片进行局部处理，前缘和后缘是对叶片的空气动力学性能来说最关键的区域。即使仅需要对部件进行局部处理，已知的抛光机或摩擦精加工机器也不能缩短处理持续时间并专门对准部件表面的一些部分。
[0008]此外，对于将待处理部件浸没在研磨制品的基体中的机器，所述基体必须包括大量的研磨制品，并且可能包括固体介质以将机器的运动传递给基体。因此，这种机器消耗的研磨制品比处理部件所需的研磨制品所需的研磨制品多，并需要额外的材料来形成固体介质。
[0009]最后，在摩擦精加工处理期间，部件的一些区域是不可接近的。

技术实现思路

[0010]因此，需要一种用于对部件、特别是机加工后的金属部件进行表面处理的方法，该方法是自动化的，以保证结果的可靠性和可重复性，同时能够仅对待处理部件进行局部处理，以对准用已知方法可能无法接近的关键表面。
[0011]还需要一种与已知方法相比速度提高的表面处理方法。
[0012]另外还需要一种消耗少量研磨制品的方法。
[0013]本专利技术通过提出用于对部件、例如涡轮机部件进行表面处理的方法来满足这些需求，该部件包括待处理表面，该方法包括以下步骤：
[0014]-向第一分配器填充化学蚀刻溶液并向第二分配器填充清洗溶液，
[0015]-将第一分配器和第二分配器面向待处理表面定位，
[0016]-使第一分配器和第二分配器沿着待处理表面移动，以使待处理表面相继接纳化学蚀刻溶液，然后接纳清洗溶液。
[0017]在本专利技术的方法中，首先对待处理表面进行化学蚀刻以减小其粗糙度，然后进行清洗。化学蚀刻后立即进行清洗能够回收从表面分离的残留物以及多余的蚀刻溶液。
[0018]本专利技术的方法的优点是能够进行局部处理，对准待处理部件的特定区域。控制两个分配器的移动能够处理该特定区域。
[0019]此外，当待处理表面较小时，该处理方法可以非常快。
[0020]最后，该方法仅消耗用于填充两个分配器所需的一定量的化学蚀刻溶液和清洗溶液，并且不需要除了化学蚀刻溶液以外的任何额外的固体介质。
[0021]本专利技术的方法的其他可选的但非限制性的特征如下，这些特征被单独采用或以任何技术上可行的组合采用：
[0022]-第一分配器和第二分配器相对于待处理表面定位和移动，使得第二分配器被定位在第一分配器的后面，以将清洗溶液施加在待处理表面的刚刚接纳化学蚀刻溶液的区域内；
[0023]-第一分配器和第二分配器各自包括辊、漆刷或刷子，并且，定位步骤包括使第一分配器和第二分配器与部件的待处理表面发生接触；
[0024]-分别连续地向第一分配器和第二分配器填充化学蚀刻溶液和清洗溶液，以在施加期间保持浸渍；
[0025]-化学蚀刻溶液是具有小于5的酸性PH或具有大于9的碱性PH的溶液；
[0026]-施加步骤在每平方微米的待处理表面上持续1秒至10秒。
[0027]根据第二方面，本专利技术涉及用于如上文限定的用于对部件、特别是涡轮机部件进行表面处理的方法的设备，所述部件包括待处理表面，并且该设备包括：
[0028]-第一分配器，该第一分配器被构造成分配化学蚀刻溶液，
[0029]-第二分配器，该第二分配器被构造成分配清洗溶液，
[0030]-支撑件，该支撑件被构造成将第一分配器相对于第二分配器保持就位并允许第一分配器和第二分配器共同移动，
[0031]-移动装置，该移动装置被构造成允许第一分配器和第二分配器沿着待处理表面同时移动，以使待处理表面首先接纳化学蚀刻溶液，然后接纳清洗溶液，
[0032]-以及密封壳体，第一分配器和第二分配器被定位在密封壳体中并且该密封壳体被构造成确保待处理表面与部件的位于待处理表面之外的区域之间的密封。
[0033]所述设备的其他可选的但非限制性的特征如下，这些特征被单独采用或以任何技术上可行的组合采用：
[0034]-该设备进一步包括用于将化学蚀刻溶液输送到第一分配器处的装置、用于将清洗溶液输送到第二分配器处的装置以及用于控制化学蚀刻溶液的流速和清洗溶液的流速的装置；
[0035]-第一分配器和第二分配器各自包括辊，并且该设备进一步包括回收箱，该回收箱被构造成在化学蚀刻辊的出口处和清洗辊的出口处回收过量的化学蚀刻溶液和过量的清洗溶液。
附图说明
[0036]根据仅为说明性而非限制性的以下描述并结合附图，本专利技术的其他特征、目的和优点将变得明显，在附图中：
[0037]图1a示意性地示出了在处理待处理部件的表面期间，从上方看到的用于实施本专利技术的方法的设备；
[0038]图1b示意性地示出了在处理待处理表面之后的同一设备；
[0039]图2示意性地示出了图1a和图1b的设备的透视图；
[0040]图3示出了根据本专利技术的一个实施例的表面处理方法的步骤；
[0041]图4是曲线图，该曲线图的Y轴在微观尺度上表示相对于部件的中心线识别的部件表面的高度，并且该曲线图的X轴表示沿着穿过部件的已处理区域和部件的未处理区域的线的距离；
[0042]图5a是根据本专利技术的部件在进行表面处理之前的表面的微观视图；
[0043]图5b是根据本专利技术的同一表面在进行表面处理之后的微观视图。
具体实施方式
[0044]在下文中，描述了根据本专利技术的通过化学蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于对部件(1)、例如涡轮机部件进行表面处理的方法，所述部件包括待处理表面(1a)，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：-向第一分配器(2)填充(100)化学蚀刻溶液并向第二分配器(3)填充清洗溶液，-将所述第一分配器(2)和所述第二分配器(3)面向所述待处理表面定位(200)，-使所述第一分配器和所述第二分配器沿着所述待处理表面移动，以使所述待处理表面相继接纳所述化学蚀刻溶液和所述清洗溶液。2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述第一分配器(2)和所述第二分配器(3)相对于所述待处理表面定位和移动，使得所述第二分配器(3)被定位在所述第一分配器(2)的后面，以将所述清洗溶液施加在所述待处理表面的刚刚接纳所述化学蚀刻溶液的区域内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的处理方法，其中，所述第一分配器(2)和所述第二分配器(3)各自包括辊、漆刷或刷子，并且其中，定位步骤包括使所述第一分配器和所述第二分配器与所述部件的待处理表面发生接触。4.根据权利要求3所述的处理方法，其中，分别连续地向所述第一分配器(2)和所述第二分配器填充所述化学蚀刻溶液和所述清洗溶液，以在施加(300)期间保持浸渍。5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其中，所述化学蚀刻溶液是具有小于5的酸性PH或具有大于9的碱性PH的溶液。6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理方法，其中，移动步骤在每平方毫米待处理表面上持续1秒至10秒。7.用于根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼利克，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：