一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法技术

本发明专利技术属于航空发动机修理技术领域，具体为一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法。针对叶片锯齿冠修理部位的不同需要，通过渗层去除(如需要)、接头准备、焊前清理、焊接修复、真空去应力处理、缓进磨加工(带退刀槽结构)、荧光检验和局部渗层恢复(如需要)等工序，实现叶片锯齿冠的磨损、裂纹修复和功能恢复。采用本发明专利技术提供的成套工艺方法可实现叶片的100％修复，其中叶片锯齿冠耐磨层局部磨损、位置偏摆超差修复已实现装机考核验证，正式纳入批量修理工艺，冠顶封严齿磨损、裂纹修复已完成工艺评定及验证，具备批量修复技术条件。具备批量修复技术条件。

【技术实现步骤摘要】
一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法


[0001]本专利技术属于航空发动机修理
，具体为一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法。

技术介绍

[0002]涡轮叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件。高速旋转的叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持发动机的工作。为了能保证在高温高压的极端环境下稳定长时间工作，涡轮叶片往往采用高温合金锻造，并采用不同方式来冷却例如内部气流冷却、边界层冷却、抑或采用保护叶片的热障涂层等方式来保证运转时的可靠性。在蒸汽涡轮发动机和燃气涡轮发动机中，叶片的金属疲劳是发动机故障最主要的原因，强烈的震动或者共振都有可能导致金属疲劳。
[0003]航空发动机低压涡轮工作叶片受高温、高腐蚀、高离心力以及互锁面高温微动磨损影响，使得叶片锯齿冠容易发生耐磨层不均匀磨损、角度偏摆超差和冠顶封严齿磨损、裂纹等，如不及时更换或修理将导致涡轮叶片间互锁面间隙增大，整环叶片松动引起振动、掉块甚至飞行事故。
[0004]民用发动机低压涡轮工作叶片采用大展弦比、大扭角和带互锁锯齿冠结构，具有多级、多数量和长时寿命的特点。由于该叶片受高温、高腐蚀、高离心力以及互锁面高温微动磨损影响，使得该叶片锯齿冠容易发生耐磨层不均匀磨损、位置的扭转偏摆和冠顶封严齿磨损、裂纹等，如不及时更换或修理将导致涡轮叶片间互锁面间隙增大，整环叶片松动引起振动、掉块甚至飞行事故。因此，针对上述问题迫切需求一种低压涡轮工作叶片锯齿冠修理方法，以满足飞行安全和长寿命使用需求。

技术实现思路

[0005]针对民机发动机低压涡轮工作叶片锯齿冠互锁面磨损、角度偏摆超差，以及封严齿磨损、裂纹问题，本专利技术的目的在于提供一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，能够满足修复质量、功能恢复和延寿等多方面需求。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，具体步骤如下：
[0008](1)修复部位；针对锯齿冠互锁面磨损、锯齿冠偏摆角度超差情况，仅需对锯齿冠互锁面进行修复，针对冠顶封严齿磨损、裂纹情况，仅需对磨损、裂纹部位进行修复；
[0009](2)接头准备；采用50μm粒度氧化铝磨轮对互锁面、封严齿待修复部位及相邻区域进行打磨并露出金属光泽；
[0010](3)焊接耐磨合金；焊前进行蒸汽除油、无水乙醇清洗，采用钨极氩弧焊方法，焊丝选用CM64耐磨层合金，互锁面与非工作面转接凹R区和封严齿裂纹尖端部位采用Φ0.8mm焊丝，其它部位更换1.2mm焊丝并完成全部焊接，互锁面焊接厚度不小于1.5mm，封严齿焊接厚度以保证焊后修磨量；
[0011](4)缓进磨加工；采用金刚石滚轮对锯齿冠互锁面、锯齿冠的冠顶进行缓进磨加工，锯齿冠上互锁面与非工作面转接凹R区的耐磨层合金应完全去除，形成退刀槽结构，退刀槽转接圆角R0.9mm与两侧圆滑过渡；
[0012](5)荧光检验和恢复渗层
[0013]随后进行荧光检验，执行后乳化4级灵敏度检查缺陷及显示，判定缺陷大小、数量及间距是否满足专用技术标准要求。
[0014]所述的低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，步骤(2)中，互锁面修复：垂直于互锁面修磨深度不小于0.1mm，互锁面两侧打磨不小于6mm范围且深度不大于0.05mm；冠顶封严齿磨损、裂纹修复：如有裂纹需彻底去除裂纹，裂纹尖端与基体过渡圆角不小于R0.5mm，封严齿打磨不小于4mm范围且深度不大于0.05mm。
[0015]所述的低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，步骤(2)中，打磨后的表面粗糙度不大于1.6μm，对清理部位进行表面渗透检查，不允许存在裂纹及线性显示。
[0016]所述的低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，步骤(3)中，焊后进行真空去应力热处理，温度760℃
±
10℃，保温时间1～2h，充氩气随炉冷却。
[0017]所述的低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，步骤(4)中，加工后研磨缓进磨加工的接刀处，去除毛刺和尖边。
[0018]所述的低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，步骤(5)中，检验通过后进行局部渗层并最终完成修理。
[0019]本专利技术的设计思想是：
[0020]本专利技术提出了一种低压涡轮工作叶片锯齿冠磨损、偏摆超差，以及封严齿磨损、裂纹的修理方法。针对叶片锯齿冠修理部位的不同需要，通过渗层去除(如需要)、接头准备、焊前清理、焊接修复、真空去应力处理、缓进磨加工(带退刀槽结构)、荧光检验和局部渗层恢复(如需要)等工序，实现叶片锯齿冠的磨损、裂纹修复和功能恢复。采用本专利技术提供的成套工艺方法可实现叶片的100％修复，其中叶片锯齿冠耐磨层局部磨损、位置偏摆超差修复已实现装机考核验证，正式纳入批量修理工艺，冠顶封严齿磨损、裂纹修复已完成工艺评定及验证，具备批量修复技术条件。
[0021]本专利技术技术方案所带来的有益效果是：
[0022]1、民机发动机涡轮叶片级数和数量多、设计寿命长，对可互换性、维修性以及质量可靠性均提出了更高的要求。该类叶片锯齿冠互锁面磨损、位置偏摆超差，以及封严齿磨损、裂纹是叶片报废的主要原因。本专利技术用于民机发动机低压涡轮工作叶片锯齿冠互锁面磨损、位置偏摆超差，以及封严齿磨损、裂纹的修理，能够满足修复质量、功能恢复和延寿等多方面需求。
[0023]2、应用本专利技术技术成果可实现叶片锯齿冠100％合格修复，已累计完成多台份叶片的修理，尺寸精度和修复质量满足相关设计指标和专业技术标准要求，其中叶片锯齿冠耐磨层局部磨损、位置偏摆超差修复已实现装机考核验证，正式纳入批量修理工艺，冠顶封严齿磨损、裂纹修复已完成工艺评定及验证，具备批量修复技术能力。同时，本专利技术技术成果也可以用于其它带冠叶片的修理，可实现更多典型零件的应用。因而，本专利技术提出的修理方法具有更高的技术附加值，能够满足大批量民用涡轮叶片的修理需求，应用前景广阔。
附图说明
[0024]图1
‑
图2为低压涡轮工作叶片结构图。其中，图1为主视图，图2为图1中的P向视图。
[0025]图3为锯齿冠互锁面与非工作面转接凹R区退刀槽结构图。
[0026]图中，1
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锯齿冠，2
‑
叶身，3
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榫头，4
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封严齿，5
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互锁面，6
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互锁面与非工作面转接凹R区，7
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锯齿冠偏摆角度，8
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耐磨层。
具体实施方式
[0027]在具体实施过程中，针对低压涡轮工作叶片锯齿冠互锁面磨损、角度偏摆超差，以及封严齿磨损、裂纹的问题，如图1
‑
图3所示，叶身2的一端设有锯齿冠1，叶身2的另一端设有榫头3，锯齿冠1上设有封严齿4、互锁面5，在互锁面5上有耐磨层8，以及互锁面与非工作面转接凹R区6，本专利技术采用一整套焊接耐磨合金+缓进磨加工为主要综合修理方法，具体步骤如下：
[0028]1、修复部位；针对锯齿冠互锁面5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压涡轮工作叶片锯齿冠的修理方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)修复部位；针对锯齿冠互锁面磨损、锯齿冠偏摆角度超差情况，仅需对锯齿冠互锁面进行修复，针对冠顶封严齿磨损、裂纹情况，仅需对磨损、裂纹部位进行修复；(2)接头准备；采用50μm粒度氧化铝磨轮对互锁面、封严齿待修复部位及相邻区域进行打磨并露出金属光泽；(3)焊接耐磨合金；焊前进行蒸汽除油、无水乙醇清洗，采用钨极氩弧焊方法，焊丝选用CM64耐磨层合金，互锁面与非工作面转接凹R区和封严齿裂纹尖端部位采用Φ0.8mm焊丝，其它部位更换1.2mm焊丝并完成全部焊接，互锁面焊接厚度不小于1.5mm，封严齿焊接厚度以保证焊后修磨量；(4)缓进磨加工；采用金刚石滚轮对锯齿冠互锁面、锯齿冠的冠顶进行缓进磨加工，锯齿冠上互锁面与非工作面转接凹R区的耐磨层合金应完全去除，形成退刀槽结构，退刀槽转接圆角R0.9mm与两侧圆滑过渡；(5)荧光检验和恢复渗层随后进行荧光检验，执行后乳化4级灵敏度检查缺陷及显示，判定缺陷大小、数量及间距是否满足专用技术标准要求。2.按照权利要求1所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文清，孔庆吉，杨烁，陈振林，葛沁，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：