[发明专利]一种用Zn-Mn-Cu-Mg-Si锌基合金为材料的发动机叶片加工方法

说明书

技术领域

本发明属于电解技术技术领域，涉及锌基合金，及其发动机叶片。尤其是一种用Zn-Mn-Cu-Mg-Si锌基合金为材料的发动机叶片加工方法。

背景技术

通常如齿轮、轴承、活塞、连杆等表面通常是采用车，铣、、磨、滚、插、抛光等方法加工制造的。为了提高零件的承载能力和使用寿命住往对这些零件表面的尺寸精度，表面光洁度提出很高的要求，这些宏观上的要求因为没有改善零件表面的润滑条件，从而使得零件不是早期磨损就是破裂，不能满足现代技术中对机械零件高承载和长寿命的要求；电解加工也称作电化学加工，是基于金属电化学阳极溶解的一种非接触式成型方法，效率高、表面质量好、阴极不消耗，特别适合加工强度硬度高、韧性大、形状复杂的零件，在现代制造业特别是国防工业中占有重要地位，但是在以往的电解加工中阴阳电极之间没有隔膜，使电解残渣沿着电解液的流动路线沉淀在阳极表面，使得产品容易产生缺陷，当电极被残渣逐渐覆盖会使电流急剧下降，降低电解抛光速度，因此必须清楚残渣，所以必须停止电解，影响工作，而且残渣影响溶液浓度，必须不断加入溶液，同时阳电极的副产品沉积在阴电极上，在阴电极上形成一个电镀层，影响电解加工寿命。目前复杂型面电解加工的尺寸精度和形状精度只能达到0.15-0.35mm，复杂型面电解加工后由于流纹存在，表面粗糙度很差，解决电解加工精度和进一步改善表面粗糙度的问题是推动该项技术进一步发展的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明为了解决上述问题，设计了是一种用Zn-Mn-Cu-Mg-Si锌基合金为材料的发动机叶片加工方法。

本发明设计了是一种发动机叶片加工方法，所用材料为Zn-Mn-Cu-Mg-Si锌基合金，其百分含量为：Mn10.5%-11.4%，Cu6.2%-7.3%,Mg0.09%-0.15%，S i2.15%-3.57%，Fe<0.02,Pb<0.003,Cr<0.0025,其余为锌及其杂质，优选：Mn10.7%-11.1%，Cu6.5%-7.1%,Mg0.11%-0.14%，Si2.56%-3.41%，Fe<0.02,P b<0.003,Cr<0.0025,采用加工工艺的关键步骤如下：（1）铸造毛坯，准备炉料-熔炼合金-预热铸型-浇注-落沙，预热铸型温度为560-720℃，浇注温度为1000-1200℃，以抛砂法来紧实，正火处理，温度为970-1170℃，保温时间：0.8-2.3h，在空气中冷却，（2）进行退火处理，将叶片放入高温频炉中加热到820-850℃，保温3.6-4.2h，使零件完全奥氏体化和均匀化，自然冷却，（3）对均匀化退火后的发动机叶片进行粗铣加工，在加工中引入润滑液，保证发动机叶片和刀具散热，应力分布合理，防止形成机械瘤和应力集中，工余量为1.2-1.5mm，加工精度为IT6-IT7，加工余量为0.43-0.58mm，表面粗糙度为Ra=0.7μm-1.3μm，（4）对加工后的叶片表面上用电子扫猫等方法，使零件表面形成有按一定规律和图形排列组成的凸块斑点，凸块斑点的面积不少于该加工零件表面的30%-50%，（5）经电子扫描后的叶片进行复合磁场电解精加工，电极进给速度0.6-0.8mm/min，加工电压为28-36V，电解液为质量浓度为14-16％的NaOH水溶液，电解液的温度为27-29℃，电解液的液压为4.8-8.5Mpa，电解液的电流为500-600A，阳极接叶片，阴极是工具电极，两级之间间隙为0.5-0.7mm，随着工件表面金素材料的不断溶解，工件表面逐渐被加工成接近于工具电极的型面，直到将工具电极型面复印到叶片上获得所需型面，（6）发动机叶片经过精加工后进行正火处理，温度为830-870℃，保温时间为2.1-3.5h，硬度为190-210HBW，（7）对正火处理后的发动机叶片进行防腐蚀处理，即将工件放入激光机中加入清水进行清洗15-20分钟，温度为40-42℃，然后自然风干。