[发明专利]发动机加力泵叶轮叶尖气蚀的修复方法

说明书

本发明提出的一种发动机加力泵叶轮叶尖气蚀的修复方法，旨在供一种修复区组织细小，抗气蚀能力高的修复方法。本发明通过下述技术方案予以实现：首先用气动旋转锉打磨气蚀坑，排除所有气蚀缺陷；其次，设定激光波长1070nm，激光功率500～600W，送粉量3～4g/min，光斑直径1.5mm，扫描速度4mm/s，单层高度:0.5mm，搭接率:50％的工艺参数，采用同步送粉的激光熔覆方法对气蚀坑缺陷进行修复；然后用手工打磨对激光熔覆修复后的叶轮型面打磨修型；再设定激光波长为1064nm，激光能量为7～8J，光斑直径为4～5mm，激光脉冲宽度为10ns的工艺参数，用激光冲击强化方法对修复区域进行双面强化。

技术领域

本发明涉及航空发动机零部件维修领域，主要应用于加力泵叶轮叶尖气蚀坑的修复方法。

背景技术

航空发动加力泵叶轮以(2.7～3.0）万转/分的转速高速旋转，叶片叶尖表面由于空泡腐蚀的作用下出现大量的气蚀坑而报废。目前通常采用的方法是采用焊接的方法将气蚀坑填充修复，然后再次使用，这种方法的缺点是叶轮的抗气蚀能力仍然没有得到有效提高。如果采用表面涂覆抗气蚀的涂层，由于叶轮转速特别高，容易在高速运转过程中造成表面涂层的局部剥落而使发动机出现故障。

随着激光冲击强化的不断发展，在提高零件寿命方面发挥了重要的作用。激光冲击强化是一项先进绿色的表面处理技术，具有高效、清洁、低耗、超快的独特优点，经激光冲击波强化后，材料的拉伸性能、疲劳性能、摩擦磨损性能以及抗腐蚀性能等，在很大程度上都得以提高。基于激光冲击强化的独特优点，在提高叶轮气蚀能力方面将发挥重要的作用，国内外并没有公开报道利用激光冲击强化技术来修复航空发动加力泵叶轮的相关资料。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种修复区组织细小，抗气蚀能力高，能够有效修复航空发动机加力泵叶轮叶尖气蚀的方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种发动机加力泵叶轮叶尖气蚀的修复方法，其特征在于包括如下步骤：采用打磨去除气蚀坑→激光熔覆修复气蚀坑→打磨修型→激光冲击强化修复区域的修复流程；首先用气动旋转锉打磨气蚀坑，排除所有气蚀缺陷；其次，采用同步送粉的激光熔覆方法对气蚀坑缺陷进行修复，工艺参数采用：激光器波长1070nm，激光功率500～600W，送粉量3～4g/min，光斑直径1.5mm，扫描速度4mm/s，熔覆的单层高度:0.5mm，搭接率:50%；用粉末粒度45～105μm的TC4钛合金球形粉末；然后采用手工打磨的方法，对激光熔覆修复后的叶轮型面打磨修型进行恢复；再采用激光冲击强化方法对修复区域进行双面强化，工艺参数为：激光器波长为1064nm，激光能量为7～8J，光斑直径为4～5mm，激光脉冲宽度为10ns的工艺参数，采用圆形光斑搭接，搭接率50%，约束层采用水，吸收层采用黑色胶带。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明采用打磨去除气蚀坑→激光熔覆修复气蚀坑→打磨修型→激光冲击强化修复区域的修复流程，激光熔覆和激光冲击强化修复后，修复区组织细小，在修复区域形成一层0.8～1.0mm后的残余压应力层，显著提高零件的抗气蚀能力，叶轮寿命提高到2.0倍以上，本发明可广泛应用于航空发动机加力泵叶轮大面积气蚀坑的修复。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。