[发明专利]镍基高温合金磨损面尺寸修复方法

说明书

本发明公开了一种镍基高温合金磨损面尺寸修复方法，涉及航空发动机维修领域，目的在于对镍基高温合金材质的零部件的磨损面实现尺寸修复。本发明的技术方案是：镍基高温合金磨损面尺寸修复方法，S1、修复预处理：对零部件的磨损面进行清洁，对修复区域之外进行喷砂前的遮蔽保护，再对修复区域进行喷砂粗化；S2、对修复区域进行等离子喷涂NiAl粉末，形成粘接底层；S3、在粘接底层进行等离子喷涂CoCrNiW粉末，形成工作面层；S4、对修复区域进行机械加工，使涂层的厚度和表面粗糙度满足工艺要求。本发明用于对镍基高温合金材质的零部件的磨损面进行尺寸修复，例如用于对航空发动机燃气涡轮外罩的壳体的端面进行尺寸修复。

技术领域

本发明涉及航空发动机维修领域，具体是一种对镍基高温合金的磨损面通过等离子喷涂方式进行尺寸修复的方法。

背景技术

航空发动机燃气涡轮外罩的壳体为镍基高温合金，安装于燃气涡轮转子外部，固定外环块，用于保护燃气涡轮转子。在航空发动机服役过程中，壳体的端面易与配合面发生磨损，导致尺寸超差。为了满足航空发动机零部件继续使用的要求，同时降低生产成本与周期，需对磨损部位进行尺寸修复，以保证零部件的装配需求。

对高温合金零部件的磨损面进行修复，通常采用堆焊法，例如通过氩弧焊或激光熔覆修复磨损，但焊接修复过程中易出现变形、端面跳动超差的问题，对多处磨损修复还存在效率低、修复质量难以保证的问题。

对高温合金零件进行尺寸修复，还可以采用等离子喷涂NiAl、NiCrAl、Inconel718合金等进行止口修复，但是这些涂层耐磨性能较差，在发动机高温高燃气的使用环境下容易氧化失效。例如，公布号为CN 111020449 A的专利公开了一种航空发动机高温合金盘轴磨损的尺寸修复方法，先对对零部件进行除油处理，然后对零部件非喷涂区域进行保护，再对零部件进行吹砂处理，再对吹砂后的区域进行超音速喷涂NiCrFeMo涂层，最后对涂层并进行机械加工，使涂层与零部件表面粗糙度一致。该尺寸修复方法的涂层孔隙率小于1％，涂层过于致密，使涂层厚度较低；同时，超音速喷涂适于制备碳化钨涂层，制备其他金属涂层容易产生较多的未熔颗粒，因而工艺开发难度大、工艺参数范围窄；此外，超音速喷涂制备涂层还有成本较高的特点。

发明内容

本发明提供一种镍基高温合金磨损面尺寸修复方法，目的在于对镍基高温合金材质的零部件的磨损面实现尺寸修复。

本发明采用的技术方案是：镍基高温合金磨损面尺寸修复方法，用于对镍基高温合金材质的零部件的磨损面进行尺寸修复，例如零部件为航空发动机燃气涡轮外罩的壳体，磨损面为壳体的端面，包括以下步骤：

S1、修复预处理：对零部件的磨损面进行清洁，对修复区域之外的部位进行喷砂前的遮蔽保护，再对修复区域进行喷砂粗化。

进一步的是：步骤S1中，对零部件的磨损面进行清洁之前，先对磨损面进行车削或打磨，使磨损面的端面圆跳动公差不大于0.10mm。

具体的：步骤S1中，通过有机溶剂对磨损面进行清洁。例如，有机溶剂为无水乙醇或丙酮。

具体的：步骤S1中，采用工装和/或高温压敏胶带进行喷砂前的遮蔽保护。

具体的：步骤S1中，喷砂压力为0.2～0.4MPa，喷砂介质为46～60目的白刚玉砂，喷砂粗化后，修复范围的表面粗糙度为2.0～4.0μm。

S2、对修复区域进行等离子喷涂NiAl粉末，形成粘接底层。

其中，步骤S2中，NiAl粉末按质量计，由93～97％的镍和余量的铝组成，粉末粒度为45～90μm。

具体的：步骤S2中，等离子喷涂NiAl粉末的参数：氩气流量为40～50NLPM，氢气流量为7～12NLPM，电流为600～640A，喷涂距离为110～150mm，送粉速率为12～18％RPM，涂层厚度为0.05～0.15mm。