[发明专利]一种飞机发动机缸体的激光修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机发动机缸体的修复方法，尤其涉及一种激光修复方法。

背景技术

目前，许多飞机发动机缸体在磨损后还无法修复，只能报废，造成使用发动机的企业的生产成本极高。缸体之所以难以修复是因为：1、缸体壁薄，一般不足4mm，最薄处仅2.5mm；2、缸体口径小、深度深，且一端封闭；3、缸体要求有硬度，但不能进行热处理。

发明内容

本发明公开了一种飞机发动机缸体的激光修复方法，使得飞机发动机的缸体在磨损后可以修复，无需报废。

本发明的一种飞机发动机缸体的激光修复方法，步骤如下：

(1)、用机械加工方法去除缸体内腔需修复部位的疲劳层，达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行着色探伤，确保疲劳层完全去除；

(2)、调制合金粉末，合金粉末的粒度为50～150μm，成分(wt％)为：C：0.1～0.2、Cr：14～20、Ni：2～6、Mn：0～1.5、Mo：0.5～1.5、W：0～2.5、Si：1.5～2.5、B：2.0～3.0、剩余为Fe；

(3)、使用聚焦透镜将激光束导入缸体内腔，同步送入合金粉末，对需修复部位进行熔覆，熔覆时对熔池进行惰性气体保护；熔覆时激光器的输出功率为1800～2800W，光斑直径为Φ3～6mm，扫描速度为200～500mm/min，搭接量为1.5～3mm；在此过程中应随时检查熔覆质量，及时处理缺陷、瑕疵等；

(4)、用机械加工方法将缸体内腔修复到要求的几何尺寸；

(5)、按要求进行无损探伤。

本发明的激光修复方法，是利用激光的能量将特定的合金材料熔覆到飞机发动机缸体的内腔需修复的部位上，然后再进行机械加工，使其恢复几何尺寸。修复后的缸体无须进行热处理，工作面即可获得所需的硬度值，而且耐磨性能有所提高，从而获得一个可重新使用的缸体。在熔覆过程中，发动机缸体基材仅表面微熔，微熔层不超过0.2mm，热影响区一般不超过0.4mm。内腔的合金熔覆层与缸体基材冶金结合形成一种复合材料，结合强度不低于基材强度的90％，复合材料的硬度接近于原基材的硬度，耐磨性更好。熔覆层及界面组织致密、晶粒细小，无孔洞、夹渣、裂纹等缺陷，使发动机缸体能恢复到可使用的状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的介绍：

图1是飞机发动机缸体的主视图；

图2是飞机发动机缸体的左视图；

图3是图1中的K向视图。

具体实施方式

从附图中可知，当飞机发动机缸体的内腔A因磨损而无法使用后，这时可以采用特定的激光工艺进行熔覆，使磨损部位得以修补，然后用机械加工恢复其几何尺寸，无需热处理即可获得一个可重新使用的发动机缸体。具体的修复方法如下：

(1)、用机械加工方法去除缸体内腔需修复部位的疲劳层，达到适宜于进行激光修复的状态，然后进行着色探伤，确保疲劳层完全去除；

(2)、调制合金粉末，合金粉末的粒度为50～150μm，成分(wt％)为：C：0.1～0.2、Cr：14～20、Ni：2～6、Mn：0～1.5、Mo：0.5～1.5、W：0～2.5、Si：1.5～2.5、B：2.0～3.0、剩余为Fe；

(3)、使用聚焦透镜将激光束导入缸体内腔，同步送入合金粉末，对需修复部位进行熔覆，熔覆时对熔池进行惰性气体保护；熔覆时激光器的输出功率为1800～2800W，光斑直径为Φ3～6mm，扫描速度为200～500mm/min，搭接量为1.5～3mm；在此过程中应随时检查熔覆质量，及时处理缺陷、瑕疵等；

(4)、用机械加工方法将缸体内腔修复到要求的几何尺寸；

(5)、按要求进行无损探伤。

其中步骤(3)中的惰性气体一般选用氩气；步骤(3)中每层熔覆厚度不大于0.4mm，可在熔覆层上叠加熔覆以达到所要求的厚度；步骤(1)和步骤(4)中的机械加工方法可以是车、磨等。用上述激光修复方法所得到的发动机缸体由复合材料组成，内腔的合金熔覆层和缸体基体这两种材料为冶金结合，熔覆层材料的耐磨性高于原缸体基体材料。其中合金粉末的成分可以根据最后要求达到的硬度的高低进行不同的选配。

本发明的激光修复方法是在飞机发动机缸体的内腔磨损后，利用激光的能量将特定的合金材料熔覆到需修复部位，然后再进行机械加工，使其恢复几何尺寸。修复后的缸体无须进行热处理，工作面即可获得所需的硬度值，而且耐磨性能有所提高，从而获得一个可重新使用的缸体。由于激光熔覆具有结合强度高、热影响区小、无需进行热处理等优点，因此适合此种发动机缸体的修复。同时，本发明实施过程中资源消耗少，无污染，对环境起到了保护的作用。