[发明专利]发动机封严结构的扩散焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机封严领域，特别地，涉及一种发动机封严结构的扩散焊接方法。

背景技术

发动机零部件会采用一些润滑封严材料，作为叶片、蓖齿等零件的封严润滑层，以提高零件工作效率和使用寿命。一种以铜银锌合金结构10作为合金衬套20(如GH600高温合金衬套)磨耗封严层的结构中，见图1，封严蓖齿在旋转过程中与铜银锌磨耗封严层发生刮摩从而起到润滑和封严作用。

现有的铜银锌磨耗封严层通常采用热喷涂直接将铜银锌合金粉末喷涂之合金衬套20。。采用喷涂工艺加工的涂层不宜太厚，而且涂层的结合力不高。喷涂在加工阶段会出现鼓泡缺陷，且涂层在使用过程中也容易出现氧化、起鼓和剥离掉块的情况，降低涂层对发动机零部件的封严润滑效果，进而影响发动机的性能。

发明内容

本发明提供了一种发动机封严结构的扩散焊接方法，以解决现有的封严涂层容易出现氧化、起鼓和剥离掉块现象的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种发动机封严结构的扩散焊接方法，包括以下步骤：

根据合金衬套的尺寸预制铜银锌合金环。

在合金衬套或铜银锌合金环上镀制铜层。

将铜银锌合金环嵌套入合金衬套中形成装配体，且铜银锌合金环的内环内设有用于将铜银锌合金环压在合金衬套上的芯棒，铜银锌合金环和合金衬套为过盈配合，过盈量为0.03～0.05毫米；

将装配体在还原气体保护下，在715～725℃保温180～240分钟进行扩散焊，得到发动机封严结构。

进一步地，铜层镀制在铜银锌合金环上，铜层的厚度为0.005～0.008毫米。

进一步地，内环的内孔具有8～12°的锥度，芯棒的锥度与内孔的锥度一致。

进一步地，装配体放置在垫块上进行扩散焊和冷却，垫块设有用于支撑装配体的容纳槽，铜银锌合金环和合金衬套沿轴向垂直放置在容纳槽内，容纳槽的槽壁与合金衬套相抵。

进一步地，芯棒与内孔的接触面、容纳槽的槽底与装配体的接触面上均涂设有阻流剂。

进一步地，在镀制铜层之前还包括分别采用100％体积比盐酸溶液和40％体积比的硝酸水溶液对铜银锌合金环和合金衬套进行清洗。

进一步地，过盈量为0.04毫米，扩散焊时，焊接温度为720℃，焊接时间为210分钟。

进一步地，铜银锌合金环由铸造形成的毛坯，并经均匀化热处理后机械加工得到。

进一步地，还原气体为氢气。

本发明具有以下有益效果：上述发动机封严结构的扩散焊接方法，铜银锌磨耗封严层采用铜银锌合金环的形式以便于焊接。同时由于铜银锌合金环和合金衬套材质的物理化学特性相差大，因而采用铜层作为中间层，改善扩散条件，避免扩散焊焊缝出现焊接缺陷，并对焊接条件进行优化。上述发动机封严结构的扩散焊接方法，元件采用扩散焊的方式焊接，焊接牢固，同时避免出现铜银锌磨耗封严层氧化、起鼓和剥离掉块现象。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的发动机封严结构示意图；

图2是焊接时、各部件装配及工装装配示意图；

图3是实施例3的扩散焊焊接接头的金相解剖图；

图4是发动机封严结构的力学试验示意图。

附图标记说明：100、铜银锌合金环；200、合金衬套；300、芯棒；400、垫块；500、支撑垫块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供了一种发动机封严结构的扩散焊接方法，包括以下步骤：

根据合金衬套200的尺寸预制铜银锌合金环100。

在合金衬套200或铜银锌合金环100上镀制铜层。

参照图1，将铜银锌合金环100嵌套入合金衬套200中得到装配体，铜银锌合金环100的内环内设有与其配合的用于将铜银锌合金环100压在合金衬套200上的芯棒300，铜银锌合金环100和合金衬套200为过盈配合，过盈量为0.03～0.05毫米。

将装配体在还原气体保护下，在715～725℃保温180～240分钟进行扩散焊，得到发动机封严结构。