[发明专利]一种耐低温钛合金汽轮机叶片的处理工艺

摘要

本发明公开了一种耐低温钛合金汽轮机叶片的处理工艺，包括如下具体步骤：选用钛合金叶片坯料，按质量百分比及包括：C：3.3‑4.2%，Si：0.2‑3.6%，Mn：0.3‑1.0%，P<0.1%,S<0.05%,Ni：0.2‑3.0%，V：0.2‑1.5%，Ti：0.04‑0.6%，余为Fe及总量<0.3%的Cr、Co等微量元素；将上述合金材料投入熔炼炉中，并向熔炼炉中投入稀土元素，稀土元素的总重量为上述合金材料的0.10‑0.125%；稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15‑18%，Pr：3‑5%，Dy：7‑9%，Ac：12.5‑12.8%，Nd：15‑20%，Sm：11‑13%，余量为La。

主权项

一种耐低温钛合金汽轮机叶片的处理工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：选用钛合金叶片坯料，按质量百分比及包括：C：3.3‑4.2%，Si：0.2‑3.6%，Mn：0.3‑1.0%，P<0.1%,S<0.05%,Ni：0.2‑3.0%，V：0.2‑1.5%，Ti：0.04‑0.6%，余为Fe及总量<0.3%的Cr、Co等微量元素；将上述合金材料投入熔炼炉中，并向熔炼炉中投入稀土元素，所述稀土元素的总重量为上述合金材料的0.10‑0.125%；所述稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15‑18%，Pr：3‑5%，Dy：7‑9%，Ac：12.5‑12.8%，Nd：15‑20%，Sm：11‑13%，余量为La；熔炼炉炉温升至910℃‑940℃，待炉料全部融化后进行充分搅拌，并在910℃‑940℃下保温1‑3h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度880℃‑850℃，再次加入与步骤中同样质量的稀土元素；待合金液体温度降温至800‑850℃时进行充分搅拌，并在800‑850℃下加入精炼剂精炼除渣5min‑10min；除渣处理后，将合金液体温度降至745‑750℃并保温20min‑30min，将炉温降至1130‑1140℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼5min‑10min，并将合金液体温度恒定在905‑910℃下进行浇铸；浇铸后坯料表面用丙酮清洗后，放置在管式置氢炉内，将炉内抽真空至10‑3Pa，再将炉内升温至700℃‑800℃，保温15分钟，按钛合金叶片坯料的重量百分比充入0.1‑0.3％的氢气，充入氢气的流量为1L/min，保温2‑4小时，然后将炉内的温度以10℃/min的速度冷却至室温完成充氢处理；对坯料进行第一次表面吹砂处理，并在钛合金叶片坯料的表面上喷涂钛合金玻璃润滑剂；将模具放置于转底式保护气体电炉中预热，预热温度为750℃‑800℃，将钛合金叶片坯料装入预热的模具内，再将模具移至液压机上的电阻炉内升温至850℃‑940℃，保温10‑20分钟；对钛合金叶片预制坯料进行锻造，上模压下速度0.08mm/s‑0.1mm/s，后对置氢钛合金叶片锻造坯料的表面进行第二次吹砂处理；对钛合金叶片锻造坯料的表面依次进行清洗、脱氢并置于真空热处理炉内，将炉内温度升至700‑800℃，保温5‑6小时，叶片随炉冷却至室温，即得到置氢钛合金锻造叶片；所述片梭的外表面贴有复合膜，所述复合膜包括PTFE膜，在所述PTFE膜的一面涂有交联粘结胶，在所述PTFE膜的另一面喷涂有纳米溶液，所述片梭的外表面喷涂有界面剂，所述复合膜具有交联粘结胶的那一面与所述片梭的外表面贴合；所述交联粘结胶的质量百分比组分为：4‑甲基环己基异氰酸酯：31‑33%，氨基甲酸乙酯：13‑15%，α‑亚麻酸：3‑5%，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：4‑6%，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3.5‑3.7%，过氧化苯甲酰：5.2‑5.4%，丙烯酸丁酯：3.7‑3.9%，交联型丙烯酸酯乳液：7.7‑7.9%，2‑羟基‑1,2‑二苯基乙酮：1.7‑1.9%，二甲基甲酰胺：1.9‑2.1%，醋酸乙烯酯：余量；在热压的作用下将粘接复合剂与PTFE膜进行高温粘接复合，所述热压复合温度为185‑187℃，时间为1‑1.5min，线压力为1.5‑1.7Kg/mm；所述纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：7‑9%，纳米二氧化钛：6‑8%，纳米碳化硅：1‑3%，季戊四醇三‑(3‑氮丙啶基)‑丙酸酯：5‑7%，有机氟防水剂：余量；将PTFE膜表面的另一面喷涂纳米溶液，烘干后经机械热轧压处理，所述烘干温度为98‑100℃，机械热轧压为辊筒轧压，线压力为2‑2.2Kg/mm，轧压温度为160‑180℃，时间为1‑1.5min；所述界面剂中各组分的重量百分比为：有机硅改性丙烯酸树脂：52‑55%，填料：25‑27%，乙烯‑醋酸乙烯共聚物：1.5‑1.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：1.7‑1.9%，聚二甲基硅氧烷：0.4‑0.6%，附着力促进剂：1.2‑1.5%；聚醚改性硅油：0.1‑0.3%，助溶剂：余量；所述填料为硫酸钡、硅微粉或碳酸钙。