航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法技术

本发明专利技术公开了航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，包括以下步骤：S1、对待修复的零件进行探伤，将所有气蚀区域标记后对标记区域进行机械打磨，去除标记区域的已气蚀基体；S2、采用焊接的方式对气蚀排除区域进行增材；S3、对焊接区域打磨修型，恢复至原始面貌后进行去应力热处理；S4、探伤确认修复区域无缺陷后，对修复区域喷涂耐蚀涂层，并研磨耐蚀涂层。本发明专利技术采用复合修复工艺，利用荧光探伤、机械打磨、焊接增材、热处理、喷涂涂层的复合工艺对叶轮气蚀进行修复，杜绝了气蚀组织残留、减小了零件变形风险、延缓了后期零件工作过程中受侵蚀的速度，有效延长零件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法
本专利技术涉及航空发动机维修
，尤其是一种航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法。
技术介绍
加力泵叶轮是航空发动机的重要组成部件，航空发动机工作时，叶轮以2.7万转/min转速进行高速旋转，将燃油油压从进口油压的2Kg～12Kg提高到出口油压的70Kg，叶轮通过高转速、高压带动燃油并将其旋转甩出，形成雾化态。叶轮对动静平衡、抗拉抗剪强度有着严格的要求，一旦失效将造成航空发动机空中停车的严重事故。叶轮长期处于高速旋转的工作状态，周围的燃油介质在高速流动和压力变化的影响下，很容易在叶轮与燃油接触表面(例如叶轮的叶片和叶尖区域)的高速减压区形成空穴，空穴在高压区被压碎并产生冲击压力，从而破坏叶片表面的完整性；叶片表面经受冲击力多次反复作用后，叶片的表面材料发生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展形成大凹坑，最终导致气蚀现象发生。现有技术中，修复叶轮气蚀的常规手段为直接将一定安全范围内的气蚀区域打磨去除干净，经过性能测试后继续使用，该手段虽然能够阻碍气蚀的进一步深入，稍微延长了工件的使用寿命，但只是对气蚀故障起到一定程度的缓解作用而并未能有效解决气蚀现象，同时还会破坏叶轮零件的整体一致性，降低了叶轮的做工效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够有效修复叶轮气蚀并且不会对叶轮造成损害的航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法。为解决上述技术问题本专利技术所采用的技术方案是：航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，包括以下步骤：<br>S1、对待修复的零件进行探伤，将所有气蚀区域标记后对标记区域进行机械打磨，去除标记区域的已气蚀基体；S2、采用焊接的方式对气蚀排除区域进行增材；S3、对焊接区域打磨修型，恢复至原始面貌后进行去应力热处理；S4、探伤确认修复区域无缺陷后，对修复区域喷涂耐蚀涂层，并研磨耐蚀涂层。进一步的是：步骤S1中探伤采用荧光探伤，S4中探伤采用荧光和X光探伤。进一步的是：步骤S2中所述焊接方式为高频脉冲氩弧焊，焊接材料为TC4，焊接电流为170A，焊接时间为170MS。进一步的是：步骤S3中的去应力热处理工艺为：炉温≤150℃时入炉，在40～60min内升温至600℃±10℃，保温2.0～2.5h，保温结束后随炉真空冷却至200℃以下，然后充氩气冷却至80℃以下后出炉。进一步的是：步骤S4中采用冷喷涂技术喷涂耐蚀涂层；耐蚀涂层的喷涂材料为Inconel718粉末，平均粒径为30μm，粉末含氧量为476ppm，流动性为12s；耐蚀涂层的喷涂厚度为150～200μm。进一步的是：步骤S4中研磨耐蚀涂层至耐蚀涂层的厚度为100～150μm。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中通过荧光探伤对叶轮进行全方面探伤，将所有气蚀区域标记，为后续彻底去除气蚀组织提供有效的保障，杜绝了气蚀组织残留；2、本专利技术中采用高频脉冲精密氩弧焊对气蚀排除区域进行增材，并通过打磨修型使气蚀排除区域恢复原形，减小了零件变形风险，从而保证零件结构的完整性，采用高频脉冲精密氩弧焊可有效降低焊接能量输入，降低对零件造成的影响；3、本专利技术中采用冷喷涂技术手段在修复区域喷涂耐蚀涂层，能够有效提高涂层与零件基体的结合强度，延缓了后期零件工作过程中受侵蚀的速度，有效延长零件的使用寿命；4、本专利技术采用复合修复工艺，利用荧光探伤、机械打磨、焊接增材、热处理、喷涂涂层的复合工艺对叶轮气蚀进行修复，在解决气蚀问题的同时保证了零件的整体一致性，延长零件使用寿命的同时不会降低零件的做工效率。附图说明图1为Inconel718粉末和TC4的气蚀实验体积损失变化对比图；图2为气蚀实验后零件表面的气蚀区域形貌图；图3为气蚀实验后气蚀区域的显微图；图4为气蚀实验后气蚀区域的能谱分析图；具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的说明。本专利技术所公开的航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，包括以下步骤：S1、对待修复的零件进行探荧光伤，将所有气蚀区域标记后对标记区域进行机械打磨，去除标记区域的已气蚀基体；S2、采用高频脉冲氩弧焊的方式对气蚀排除区域进行增材，焊接材料为TC4，焊接电流为170A，焊接时间为170MS；S3、对焊接区域打磨修型，恢复至原始面貌后进行去应力热处理，热处理制度为：炉温≤150℃时入炉，在40～60min内升温至600℃±10℃，保温2.0～2.5h，保温结束后随炉真空冷却至200℃以下，然后充氩气冷却至80℃以下后出炉；S4、荧光和X光探伤确认修复区域无缺陷后，对修复区域喷涂耐蚀涂层，并研磨耐蚀涂层；此步骤中可采用Inconel718粉末和TC4作为喷涂材料，申请人对两种材料进行气蚀实验，实验结果分析如图1所示，随时间增长Inconel718涂层的损失体积要远小于TC4涂层，可以判定冷喷涂Inconel718涂层抗气蚀性能要优于TC4涂层，因此选用Inconel718粉末作为喷涂材料，平均粒径为30μm，粉末含氧量为476ppm，流动性为12s，喷涂厚度为150～200μm；喷涂完成后手工研磨涂层至耐蚀涂层的厚度为100～150μm。实施例1针对某型航空发动机出现气蚀故障的加力泵叶轮，采用本申请所述的工艺方法进行修复。先对零件整体进行荧光探伤，确认基体无裂纹并对气蚀区域进行标记；采用硬质合金打磨头对标记的气蚀区域进行机械打磨，将气蚀基体全部去除；利用精密氩弧焊对气蚀排除区域进行增材处理，焊接采用焊接材料为TC4，焊接电流170A，焊接时间170MS；增材完成后采用硬质合金打磨头、锉刀、油石等工具对修复区域打磨修型至恢复原始面貌和尺寸；对零件进行去应力热处理，在炉温150℃时入炉，加热40min后炉温升值600℃，保温2小时，保温结束后随炉真空冷却至200℃以下，冲氩气冷却至80℃以下后出炉；采用荧光和X光探伤，确认修复区域无缺陷后采用冷喷涂技术喷涂耐蚀涂层，喷涂材料选用Inconel718粉末，平均粒径为30μm，粉末含氧量为476ppm，流动性为12s，喷涂厚度为190μm；喷涂完成后手工研磨涂层至涂层厚度为150μm。实施例2针对某型航空发动机出现气蚀故障的加力泵叶轮，采用本申请所述的工艺方法进行修复。先对零件整体进行荧光探伤，确认基体无裂纹并对气蚀区域进行标记；采用硬质合金打磨头对标记的气蚀区域进行机械打磨，将气蚀基体全部去除；利用精密氩弧焊对气蚀排除区域进行增材处理，焊接采用焊接材料为TC4，焊接电流170A，焊接时间170MS；增材完成后采用硬质合金打磨头、锉刀、油石等工具对修复区域打磨修型至恢复原始面貌和尺寸；对零件进行去应力热处理，在炉温100℃时入炉，加热60min后炉温升值600℃，保温2.5小时，保温结束后随炉真空冷却至200℃以下，冲氩气冷却至80℃以下后出炉；采用荧光和X光探伤，确认修复区域无缺陷后采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、对待修复的零件进行探伤，将所有气蚀区域标记后对标记区域进行机械打磨，去除标记区域的已气蚀基体；/nS2、采用焊接的方式对气蚀排除区域进行增材；/nS3、对焊接区域打磨修型，恢复至原始面貌后进行去应力热处理；/nS4、探伤确认修复区域无缺陷后，对修复区域喷涂耐蚀涂层，并研磨耐蚀涂层。/n

【技术特征摘要】
1.航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对待修复的零件进行探伤，将所有气蚀区域标记后对标记区域进行机械打磨，去除标记区域的已气蚀基体；
S2、采用焊接的方式对气蚀排除区域进行增材；
S3、对焊接区域打磨修型，恢复至原始面貌后进行去应力热处理；
S4、探伤确认修复区域无缺陷后，对修复区域喷涂耐蚀涂层，并研磨耐蚀涂层。


2.如权利要求1所述的航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，其特征在于：步骤S1中探伤采用荧光探伤，S4中探伤采用荧光和X光探伤。


3.如权利要求1所述的航空发动机加力泵叶轮气蚀的修复方法，其特征在于：步骤S2中所述焊接方式为高频脉冲氩弧焊，焊接材料为TC4，焊接电流为170A，焊接时间为170MS。...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭东，郭双全，翟建楠，陈海生，杨秀恩，曾利，罗光荣，孙治国，
申请(专利权)人：中国人民解放军第五七一九工厂，
类型：发明
国别省市：四川;51