一种制造技术

本发明专利技术涉及航空发动机钛合金整流叶片修理技术领域，具体涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种TC4钛合金整流叶片激光沉积修理方法


[0001]本专利技术涉及钛合金整流叶片修理
，具体涉及一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法
。

技术介绍

[0002]故检中发现，在钛合金整流叶片表面存在宏观裂纹故障；钛合金整流叶片裂纹故障模式主要有焊缝裂纹
、
防冰孔裂纹
、
鼓包裂纹
、
加强筋裂纹，随着发动机使用寿命和大状态比例的增加，钛合金整流叶片防冰孔电脉冲加工重熔层微裂纹
、
局部减薄等因素的影响，钛合金整流叶片裂纹故障逐年大幅增加，报废率呈持续快速上升的趋势，导致发动机修理成本
、
换件率据高不下
。
[0003]目前，大修发动机
TC4
钛合金整流叶片表面裂纹进行激光沉积修理，修理部位受到整个工件的约束，修理应力局部集中，在此拘束状态下进行修理时，则比自由状态下更大的范围内更易出现较高的拉应力
。
且在修理部位产生局部应力集中，易产生是更为危险的内应力
。
钛合金整流叶片属于薄壁件易变形，修理部位厚度最小达
1.1mm
，属于薄壁件，内应力作用下易变形
。
而且大修发动机服役损伤件无加工余量，修理钛合金整流叶片表面裂纹服役损伤返修的工件，是已精加工后工件，只有一定的尺寸公差，无加工余量，不允许出现引起新的变形量超差，破坏工件结构的完整性
。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法；具体技术方案如下：一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法，包括如下步骤：步骤一
、
缺陷清理对
TC4
钛合金整流叶片的裂纹采用硬质合金旋转锉修磨裂纹区域直到裂纹完全去除，去除裂纹量要小而且圆滑过渡；修磨后的修理区域采用丙酮擦拭干净；步骤二
、
激光沉积修理采用激光沉积修理设备，对
TC4
钛合金整流叶片裂纹区域进行修理，粉末为
TC4
钛合金粉末，粒度为
53
μ
m
ꢀ‑
105
μ
m
，当激光沉积制造系统的氧含量达到
50ppm
以下进行修理试验；步骤三
、
激光沉积质量检查激光沉积经外观
、X
光射线和着色检查，修理部位表面成形良好，内部未发现激光沉积修理缺陷；步骤四
、
局部热处理将加热片和热电偶固定在整流叶片修理区域加热，将其放置在隔热耐火砖上，将其外部包裹好保温棉，放置在手套箱中，将手套箱中充氩打开循环系统使其氧含量达到
100ppm
以下后开始加热，局部热处理温度制度为升温时间
1.5h
，热处理温度为
600℃
，保温
2h
，空冷；步骤五
、
修磨激光沉积修理部位采用打磨方法对激光沉积修理的部位进行修磨达到整流叶片检验尺寸要求
。
[0005]所述的一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法，其优选方案为，步骤二中，
TC4
激光沉积工艺参数：激光功率为
780W
，扫描速率为
380mm/min
，送份速率为
0.2r/min
，搭接率为
40%
‑
50%
，扫描间隔为
1.5mm
，宽高比为
4。
[0006]所述的一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法，其优选方案为，步骤二中，由于整流叶片裂纹区域激光沉积单道宽度较窄，采用双道搭接激光沉积工艺对整流叶片裂纹区域进行修理
。
[0007]一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法采用快速成型原理，以金属粉末为原材料，通过激光对金属材料的逐层熔化堆积，来实现具有三维形状缺陷的零件的修理技术，保证钛合金整流叶片表面裂纹缺陷精控成形，钛合金整流叶片修理件整体使用可靠
。
[0008]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：本专利技术根据航空发动机钛合金整流叶片焊缝裂纹
、
防冰孔裂纹
、
鼓包裂纹
、
加强筋裂纹缺陷规则加工后为窄缝的实际特点，制定了单道激光沉积修理工艺
、
单层双道激光沉积修理工艺方案，分析各工艺参数对沉积层质量的影响规律，以及工艺参数综合作用下获得的沉积层质量，并总结出适合于
TC4
钛合金激光沉积修理的工艺参数组合范围，通过工艺参数的控制，保证沉积修理件的尺寸稳定性和内部质量，从而获得最优修理工艺参数并用其进行损伤工件的激光沉积修理
。
可修理航空发动机
TC4
钛合金整流叶片，整流叶片修理后由于是大修发动已到最终尺寸，为满足大修装配使用要求，采用局部热处理进行去应力消除
。
[0009]本专利技术采用钛合金整流叶片激光沉积修理，有效地控制了修理产生的变形，实现了使用后钛合金整流叶片裂纹的修理，恢复了其使用功能
。
具有效率高质量可靠，修理应用广泛等优势，可以解决大修发动机故障导致钛合金整流叶片整体报废的问题，大幅降低了大修发动机的整流叶片换件率，可推广应用到其它类似航空发动机钛合金整流叶片修理中，具有很好的经济效益
。
附图说明
[0010]图
1 航空发动机钛合金整流叶片裂纹位置示意图
。
[0011]图中：1‑
裂纹区域
。
具体实施方式
[0012]下面结合附图1对本专利技术进行详细说明，但本专利技术的保护范围不受附图所限
。
[0013]一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法，包括如下步骤：步骤一
、
缺陷清理对
TC4
钛合金整流叶片的裂纹采用硬质合金旋转锉修磨裂纹区域1直到裂纹完全去除，去除裂纹量要小而且圆滑过渡；修磨后的修理区域采用丙酮擦拭干净；步骤二
、
激光沉积修理采用激光沉积修理设备，对
TC4
钛合金整流叶片裂纹区域进行修理，粉末为
TC4
钛
合金粉末，
TC4
激光沉积工艺参数：激光功率为
780W
，扫描速率为
380mm/min
，送份速率为
0.2r/min
，搭接率为
40%
‑
50%
，扫描间隔为
1.5mm
，宽高比为4；粒度为
53
μ
m
ꢀ‑
105
μ
m
，当激光沉积制造系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
TC4
钛合金整流叶片激光沉积修理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一
、
缺陷清理对
TC4
钛合金整流叶片的裂纹采用硬质合金旋转锉修磨裂纹区域直到裂纹完全去除，去除裂纹量要小而且圆滑过渡；修磨后的修理区域采用丙酮擦拭干净；步骤二
、
激光沉积修理采用激光沉积修理设备，对
TC4
钛合金整流叶片裂纹区域进行修理，粉末为
TC4
钛合金粉末，粒度为
53
μ
m
ꢀ‑
105
μ
m
，当激光沉积制造系统的氧含量达到
50ppm
以下进行修理试验；步骤三
、
激光沉积质量检查激光沉积经外观
、X
光射线和着色检查，修理部位表面成形良好，内部未发现激光沉积修理缺陷；步骤四
、
局部热处理将加热片和热电偶固定在整流叶片修理区域加热，将其放置在隔热耐火砖上，将其外部包裹好保温棉，放置在手套箱中，将手套箱中充氩打开循...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨烁，宋文清，郭超，葛沁，李英，
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：