[发明专利]一种镁铝合金结构件的修复方法

说明书

本发明公开一种镁铝合金结构件的修复方法，包括如下步骤：(1)对镁铝合金结构件待修复区域的表面进行清洁和打磨处理；(2)采用冷气动力喷涂技术，用惰性气体负载待喷涂颗粒经加热至200～800℃后，喷涂于待修复的区域表面；(3)对修复部件的表面涂层进行机械加工，得到修复后的镁铝合金结构件。本发明镁铝合金结构件修复方法，技术优势明显，特别适合结构件的修复；修复体致密且与镁铝合金部件基体实现冶金结合，结合强度超过70MPa，能与铸造材料相媲美；修复体厚度及形状不受限，可用于各种损毁程度的镁铝合金部件修复。

技术领域

本发明涉及一种结构件的修复方法，尤其是一种镁铝合金结构件的修复方法。

背景技术

结构减重和结构载荷与功能一体化是飞机机体和发动机结构材料发展的重要方向。铸造铝合金、镁合金由于密度低，加工性能好，在航空航天领域有着非常广泛的应用。然而由于航空装备往往服役于大载荷、高振动、高腐蚀环境下，铝合金、镁合金零部件很容易因磨损或者腐蚀导致失效而报废，不仅造成巨大经济损失，而且可能导致设备故障，造成机毁人亡。另外由于航空零部件形状复杂，铸造难度高，通常零部件生产废品率较高，部分镁合金零部件铸造废品率甚至达到80％，如不能进行有效修复，也将造成巨大的浪费。

目前在我国铸铝、铸镁零部件维修再制造领域，传统的氩弧焊和激光沉积仍然是两种最主要的修复技术，虽然这两种技术通过工艺调控能够制备结合强度高、抗疲劳性能好、热影响小的修复焊接层；然而对于铝、镁合金薄壁件，比如壁厚小于3mm的铸铝泵壳、有复杂油路的铸镁机匣、螺纹孔受损的壳体/蒙皮等等，现有修复方法仍然由于热输入过大可能导致变形，与修复零件基体强度达不到结构件使用要求。以铝镁合金为例，结构件的强度要求则为70-200MPa，现有喷涂技术修复体强度为10-40MPa，远远达不到要求，无法应用于航空镁铝合金结构件的修复。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高效率的镁铝合金结构件修复方法。该修复方法，通过对冷气动力喷涂(冷喷涂)技术进行改良、优化工艺参数，成功应用于传统方法无法修复的镁铝合金结构件，达到结构件对载荷承载能力的要求，与材料铸件性能相当(结合强度达到70Mpa以上)，且效率高、成本低。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种镁铝合金结构件的修复方法，包括如下步骤：

(1)对镁铝合金结构件待修复区域的表面进行清洁和打磨处理；

(2)采用冷气动力喷涂技术，用惰性气体负载待喷涂颗粒经加热至200～800℃后，喷涂于待修复的区域表面；其中，所述惰性气体通过管道与喷枪连接；在喷枪中，惰性气体和待喷涂颗粒被加热至200～800℃；所述喷枪喷嘴出口的直径为6～12mm，所述喷枪的枪口与待修复部件表面的距离为20～50cm；

(3)对修复部件的表面涂层进行机械加工，得到修复后的镁铝合金结构件。

本发明所述修复方法是首先对镁铝合金结构件待修复区域进行表面处理，尽量保证修复面的洁净及低粗糙度，然后在喷涂前对待喷涂颗粒进行预热，控制待喷涂颗粒粒子的软化程度，调控粉末粒子撞击基体时撞击速度与塑性变形程度，一方面使涂层与基体达到冶金结合状态，结合强度接近铸件强度，另一方面改善了粉末粒子沉积状态，使涂层逐层堆叠平整，修复厚度不受影响，对不同尺寸大小、不同损毁程度部件均可实现修复。采用本发明所述方法获得的修复区域能够与部件本身强度相媲美，解决了镁铝合金结构件的修复难题。而且，通过对喷枪lava喷嘴形状改造，优化粒子加速路径，将粒子速度从500-600m/s提高至700-800m/s。