[发明专利]一种FGH96合金尺寸超差部位的前处理及修复方法

说明书

本发明的目的是解决FGH96粉末高温合金零件的尺寸修复问题，提供一种该类材质零件超差部位的前处理及尺寸修复方法。针对FGH96粉末高温合金零件，进行零件的尺寸测量分析、零件喷丸层的精密车加工去除、喷涂前低应力吹砂处理、喷涂前零件氮气冷却处理、NiCrFeMo涂层喷涂过程中零件低温氮气冷却，研制出的低应力NiCrFeMo涂层满足先进航空发动机用FGH96粉末高温合金的尺寸修复需求，具有较高生产效率和较低的制备成本。该方法制备的涂层具有良好的结合强度，涂层与FGH96粉末高温合金材料基体有良好的匹配性，可实现在航空发动机中的长寿命和高可靠性应用。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种针对FGH96粉末合金零件尺寸超差部位的前处理及修复方法。

背景技术

FGH96粉末高温合金零件是航空发动机高涡转子部位的重要部件，零件工作过程高速旋转并承受着高温，粉末冶金盘价格昂贵，零件一旦出现超差可能面临着报废的风险，因此该类合金零件的尺寸修复经济效益非常大，在航空领域的需求也很广泛。

发明内容

本发明的目的是解决FGH96粉末高温合金零件的尺寸修复问题，提供一种该类材质零件超差部位的前处理及尺寸修复方法。该方法可以有效修复FGH96粉末高温合金零件止口，并且不降低零件的疲劳性能，通过尺寸修复技术可以有效降低航空发动机高涡部件的报废率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种FGH96合金尺寸超差部位的前处理及修复方法，其特征在于：对FGH96合金零件尺寸超差部位进行前处理，并在该处采用等离子喷涂工艺制备NiCrFeMo涂层。

具体的，本发明所述方法的工艺流程为：针对FGH96粉末高温合金零件，进行零件的尺寸测量分析、零件喷丸层的精密车加工去除、喷涂前低应力吹砂处理、喷涂前零件低温氮气冷却处理、NiCrFeMo涂层喷涂过程中零件低温氮气冷却，NiCrFeMo涂层的等离子喷涂，

本发明制备所得低应力NiCrFeMo涂层满足先进航空发动机FGH96粉末高温合金的尺寸修复需求，具有较高生产效率和较低的制备成本。该方法制备的涂层具有良好的结合强度，涂层与FGH96粉末高温合金材料基体有良好的匹配性，可实现在航空发动机中的长寿命和高可靠性应用。

其中：

所述零件喷丸层的精密车加工去除深度为0.05-0.10mm，该厚度范围可以保证有效去除喷丸层，并最小限度降低基体强度。去除喷丸层后再进行等离子喷涂可以避免零件表面晶粒长大，以防降低零件基体的力学性能。

所述喷涂前低应力吹砂处理为采用20#白刚玉砂，在风压0.10-0.15MPa、距离20-30mm的条件下进行，处理完成后的FGH96合金零件表面粗糙度为Ra1.3～Ra2.0，该范围既可以保证后续涂层具有较高的结合力，同时对FGH96零件表面破坏最小，从而保证FGH96零件的疲劳强度不下降。FGH96粉末合金盘缺口敏感性大，零件表面粗糙度增加会导致其疲劳性能下降。

所述喷涂前零件低温氮气冷却处理为在零件周向设置低温氮气冷却束流，低温氮气冷却束流为2束，2束冷却束流与等离子喷枪围绕零件三点均匀布置，冷却气流的喷嘴直径为8mm，压力为0.2-0.4MP，通过低温氮气使零件温度降至0℃以下。

所述NiCrFeMo涂层由NiCrFeMo粉末经等离子喷涂的方法制备，所述NiCrFeMo粉末中各元素含量为质量百分比：Ni 52.5％，Cr19％，Fe19％，Mo3％，余量为其他合金化元素及不可避免杂质；所述NiCrFeMo粉末粒度范围：-120目/+325目；所述NiCrFeMo涂层厚度为0.10-0.50mm。