一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法技术

本发明专利技术属于表面处理领域，具体涉及一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法。本发明专利技术步骤是：首先在涂层去除槽液中去除叶片上的原有NiCrAlYSi涂层，然后用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮处理叶片，直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止，再采用真空电弧镀装置，在叶片表面涂镀新的NiCrAlYSi涂层（110-130）min，最后将叶片置于真空热处理炉中热处理。本发明专利技术方法得到的经涂层修复后的叶片使用效果好，性能及状态稳定，表面过腐蚀、荧光检查、力学性能等性能指标均达到设计要求，并且生产成本低廉，操作方便，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面处理领域，具体涉及一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法。
技术介绍
在发动机使用一个寿命周期后，需要按照设计要求进行故障检修，对于不满足设计标准要求的零件，需进行修理达到设计标准，才可再次投入使用，否则就要作报废处理。因此，提高零件的使用寿命，降低成本，维修工艺非常关键。材料是DZ125合金的发动机叶片，为了有效提高抗高温腐蚀和高温燃气流冲刷能力，在叶片表面采用了真空电弧法镀NiCrAlYSi涂层作为防护层，在经过一个使用寿命周期后，涂层有脱落和不完整现象，无法满足设计的使用要求，从而导致叶片报废，报废率达30%以上，这就需要进行涂层去除、重新涂镀涂层和热处理，来对DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层进行修复。但是由于DZ125合金材料本身具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能，而采用真空离子镀工艺获得的涂层经扩散热处理后均匀致密，结合强度高，可以很好地保护基体材料，采用一般方法很难将涂层完全去除。现有技术中采用机械加工方法清除涂层容易造成零件尺寸超差，采用化学方法对涂层进行清除，又很容易造成叶片基体的过腐蚀，同时也容易出现荧光显示等不良现象。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法，目的是通过采用化学去除结合机械抛光清除叶片原有涂层，采用真空电弧镀和真空扩散相结合制备新涂层，实现对DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复，同时确保叶片基体不被腐蚀，叶片的尺寸符合设计标准。实现本专利技术的技术方案按照以下步骤进行：（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至（38-40）℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理（8-25）min；取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮对叶片进行光整处理,直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止；（2）真空电弧镀涂层：采用真空电弧镀装置，设置工作压强＜5.32×10-2 Pa，工作电流为（600-700）A，工作电压250V,对叶片表面进行离子清理（2-6）min，然后设置工作电流为（700-750）A，工作电压为（30-34）V，在叶片表面涂镀NiCrAlYSi涂层（110-130）min，之后将叶片随炉冷却(2-2.5)h；（3）真空热处理：将冷却后的叶片置于真空热处理炉中，于(860-880）℃保温20h。其中所述的涂层去除槽液由密度为1.4g/cm3的硝酸（380-410）mL/L,质量浓度为40%的氢氟酸（20-25 ）mL/L,铁粉（2-4）g/L和去离子水配制而成。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：本专利技术针对DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法克服了现有的单纯机械加工方法清除涂层容易造成零件尺寸超差，或者单纯化学方法对涂层进行清除，又很容易造成叶片基体的过腐蚀的问题，采用酸液腐蚀去除NiCrAlYSi涂层，严格控制处理温度和处理时间，防止发生过腐蚀，然后采用羊毛毡轮对叶片进一步抛光处理，以保证涂层的完全去除；另外，为了彻底去除残存在叶片表面的某些离子，在真空电弧镀时首先进行了离子清理，然后再进行涂层的涂镀，最后的真空热处理，在叶片表面形成扩散层，保证了修复后的涂层与叶片基体结合紧密。本专利技术方法得到的经涂层修复后的叶片使用效果好，性能及状态稳定，表面过腐蚀、荧光检查、力学性能等性能指标均达到设计要求，并且生产成本低廉，操作方便，应用前景广阔。具体实施方式本专利技术中采用的真空电弧镀装置为普通市购装置。采用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮处理叶片时，叶背采用规格为（φ200×40）mm的毡轮，叶盆采用规格为（φ35×40）mm的毡轮。采用的涂层去除槽液由：密度为1.4g/cm3的硝酸（380-410）mL/L,质量浓度为40%的氢氟酸（20-25 ）mL/L,铁粉（2-4）g/L和去离子水配制而成。按照Q/3B1938-2011标准对经涂层修复的DZ125合金叶片的持久性能进行检测；按照Q/3B1938-2011标准对经涂层修复的DZ125合金叶片的室温拉伸性能进行检测。实施例1（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至38℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理25min；取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮对叶片进行光整处理,直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止；（2）真空电弧镀涂层：采用真空电弧镀装置，设置工作压强＜5.32×10-2 Pa，工作电流为600A，工作电压250V,对叶片表面进行离子清理6min，然后设置工作电流为700A，工作电压为30V，在叶片表面涂镀NiCrAlYSi涂层130min，之后将叶片冷却2h；（3）真空热处理：将冷却后的叶片置于真空热处理炉中，于860℃保温20h。工业上对DZ125合金叶片持久性能要求如表1所示，进行涂层修复前和经涂层修复后的DZ125合金叶片的持久性能如表2和表3所示，由表中可以看出，经涂层修复后的DZ125合金叶片持久性能变化很小，完全符合工业要求。按照Q/3B1938-2011标准，合金室温的拉伸性能要求为σb≥980MPa，σ0.2大于等于820MPa，δ≥5%，Ψ≥5%。表1 DZ125合金叶片持久性能要求表2 进行涂层修复前的DZ125合金叶片的持久性能表3 本实施例进行涂层修复过的DZ125合金叶片的持久性能表4 涂层修复前和涂层修复后的DZ125合金叶片的室温拉伸性能比较 σb（MPa）σ0.2（MPa）δ（%）Ψ（%）修复前1292.5983.7513.414.4修复后113594610.914.8实施例2（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至40℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理8min；取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮对叶片进行整光,直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止；（2）真空电弧镀涂层：采用真空电弧镀装置，设置工作压强＜5.32×10-2 Pa，工作电流为700A，工作电压250V,对叶片表面进行离子清理2min，然后设置工作电流为750A，工作电压为34V，在叶片表面涂镀NiCrAlYSi涂层110min，之后将叶片冷却2.5h；（3）真空热处理：将冷却后的叶片置于真空热处理炉中，于880℃保温20h。实施例3（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至39℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理10min，取出叶片，在流动的温水中用毛刷刷掉叶身上的残渣，观察涂层去除情况，将剩余涂层较多的叶身一侧朝下置于槽液中，继续处理5min；取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至（38？40）℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理（8？25）min；取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮对叶片进行光整处理,直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止；（2）真空电弧镀涂层：采用真空电弧镀装置，设置工作压强＜5.32×10？2？Pa，工作电流为（600？700）A，工作电压250V,对叶片表面进行离子清理（2？6）min，然后设置工作电流为（700？750）A，工作电压为（30？34）V，在叶片表面涂镀NiCrAlYSi涂层（110？130）min，之后将叶片冷却（2？2.5）h；（3）真空热处理：将冷却后的叶片置于真空热处理炉中，于（860？880）℃保温20h。

【技术特征摘要】
1.一种DZ125叶片表面NiCrAlYSi涂层的修复方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）去除原有涂层：加热涂层去除槽液至（38-40）℃，将待处理的涂镀有NiCrAlYSi涂层的DZ125叶片置于涂层去除槽液中，同时搅拌槽液，处理（8-25）min；
取出处理后的叶片，用粘有180目金刚砂的羊毛毡轮对叶片进行光整处理,直至叶片表面无肉眼可见的涂层残余为止；
（2）真空电弧镀涂层：采用真空电弧镀装置，设置工作压强＜5.32×10-2 Pa，工作电流为（600-700）A，工作电压250V,对叶片表面进行离子清理（2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，张春刚，刘礼祥，龚颖勇，李庆春，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：