[发明专利]等轴晶铸造机件损伤的再熔铸修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等轴晶铸造的高温合金机件在使用中产生的腐蚀、裂纹、烧蚀、磨损等缺陷修理方法，尤其是镍基等轴晶铸造的高温合金机件的缺陷再熔铸修复方法。

背景技术

石油、电力和航空领域大量使用的燃气发动机涡轮转子和静子机件，因工作在高温腐蚀燃气环境下，大量采用等轴晶高温合金铸造机件。等轴晶铸造高温合金是用普通精密铸造方法成型铸造高温合金。组织以大小不等的等轴晶为主，局部可有少量柱状晶。按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。目前，在先进的发动机上，高温合金已占发动机总重量的一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用高温合金。由于等轴晶铸造高温合金机件在使用过程中产生的常见性故障主要为裂纹、腐蚀、掉块、磨损和烧蚀等。目前对等轴晶高温合金铸造复杂机件损伤故障修复主要采用钎焊修复，其修复方法主要有氟离子加真空钎焊修复，以及高熔点粉末和低熔点粉末混合或分层进行真空烧结修复等。如：2010年2月《中国表面工程》第23卷第1期第80-87页公开的一种新的高温合金叶片粉末冶金再制造方法，该方法包括（1）原料粉末（含降熔元素）与粘接剂的制备，（2）粉末与粘接剂混合，（3）混合料涂覆于待修复区并成型，（4）脱脂，（5）真空烧结和扩散热处理，（6）修型。该方法不足之处是：（1）混合料为了保证修复组织有较低的气孔率，修复处将加入大量的降熔元素，导致了修复组织的机械性能较低，（2）修理周期长，修理成本高，需要分三个不同阶段进行脱脂和长时间扩散处理。

中国专利号 200510088280.7（公开日为2006年02月15日）公开了一种“再生燃气轮机静叶片的方法”，该方法包括研磨在表面的氧化层和裂纹，将与叶片材料等效的材料与低于等效材料熔点的钎料置于裂纹处，在高压惰性气氛下对所述填充部分进行热处理，从而熔化所述钎焊材料，通过使熔化的钎焊材料扩散入裂纹部分来实施钎焊处理。该方法的不足之处在于：（1）在等效材料和钎料中没有加粘接剂，导致等效材料和钎料在裂纹处的难以保持，（2）为了保证修复组织有较低的气孔率，采用的等效材料与钎料的混合方法，修复处将加入大量的降熔元素，会导致修复组织的机械性能较低。

中国专利号200910248657.9（公开日为2011年06月29日）公开了一种涡轮导向叶片缺陷的修补方法，采用膏状合金粉（FGH741）填充缺陷，然后在已被填充的缺陷地周边涂敷膏状钎料（B-Ni65CoCrWBMoAlNb），比例为各百分之50wt%，之后烘干，修复操作，真空钎焊。该方法的不足之处是，采用比例为50wt%合金粉与钎料，修复组织中的硼、硅、磷等降熔元素较高，合金粉末之间形成的骨架状孔隙，易导致修复组织的机械性能较低。

上述方法为了保证钎焊组织中的气孔率，一般合金粉末与钎料的配比在40wt%以上，修复组织中的硼、硅、磷等降熔元素较大，需要通过长时间的高温扩散处理，才能将降熔元素扩散均匀，但总量还是很高。因此对一些大面积的高温合金铸造机件的损伤打伤、烧伤、材料缺失故障，且要求较高机械性能的区域，修复组织难以满足使用要求，同时需要较长时间的扩散处理，这样会增加机件的热损伤，延长机件的修复周期和增加修复成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种能够提高修复组织机械性能，不用扩散处理，并能获得较高机械强度、抗氧化性、抗腐蚀性和较低气孔率的再熔铸修复方法，本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种等轴晶铸造机件损伤的再熔铸修复方法，其特征在于包括如下步骤：

1）采用与机件基体材料化学成份相近，粒度在-300目～180目合金粉末作为再熔铸修复材料的第一组份；然后在第一组份合金粉末中加入粉末粒度-300目～260目，软化温度低于第一组份合金粉末10℃～50℃，加入量为总量4wt%～10wt%的第二组份合金粉末；再加入合金粉末粒度小于-300目，软化温度低于第二组份合金粉末10℃～50℃，加入量为总量4wt%～10wt%的第三组份合金粉末，然后将上述三组份合金粉末进行充分混合，再加入8wt%～15wt%的粘接剂混合，搅拌混合2小时后制成膏状再熔铸修复材料A；

2）然后将含有0.4 wt%～1.0wt%的钽、钇等元素的第四组份合金粉末，加入8wt%～15wt%的粘接剂，搅拌混合2小时后制成膏状再熔铸修复材料B；