一種葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種可有效去除各類由高溫鎳基合金制備的葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的方法，其特征在于，具體過程為：首先將需脫除沉積物的零件浸泡在堿性溶液中，在150～350℃，3～7個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下浸泡180～480min；然后將零件在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中浸泡30～240min，溶液溫度為50～110℃；取出零件后立即將其放入50～100℃熱水中浸泡至少120min，隨后經(jīng)弱酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗；最后采用超聲波清洗零件，直到洗滌用水經(jīng)pH試紙檢測后呈中性為止。該方法對零件基體無損傷，從而保證零件后期繼續(xù)使用的可靠性。
【專利說明】一種葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空航天領(lǐng)域，特別提供一種去除航空航天領(lǐng)域中各類高溫工作部件狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓渦輪及導(dǎo)向葉片是航空發(fā)動機熱端部件，工作溫度在1000°C左右。在發(fā)動機工作過程中，其葉身和緣板上會出現(xiàn)大量環(huán)境沉積物，這些沉積物主要成分為CAMS (CaO、Al203、Mg0、Si02混合物)，即燃油積碳。這些沉積物常溫狀態(tài)下質(zhì)地堅硬，在高溫下會在葉片表面熔化而堵塞氣膜冷卻孔，從而導(dǎo)致葉片冷卻效果下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片燒蝕。傳統(tǒng)的去除方法主要有機械打磨及吹砂法，該方法可有效去除葉片表面大面積范圍內(nèi)的沉積物，但由于氣膜孔孔徑狹小，傳統(tǒng)方法無法清除出孔內(nèi)物質(zhì)。從沉積物成分看，該沉積物多為兩性金屬，可溶解于酸堿，但由于表面張力的存在，常溫常壓狀態(tài)下，酸堿溶液難以與小孔內(nèi)物質(zhì)反應(yīng)，同時可能會損傷基體金屬或產(chǎn)生溶液殘留，對零件后期使用的可靠性產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可有效去除各類鎳基高溫合金材料葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的方法，該方法對零件基體無損傷，并能保證零件后期繼續(xù)使用的可靠性。
[0004]本發(fā)明具體提供了一種葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:首先將需脫除沉積物的零件浸泡在高壓反應(yīng)釜內(nèi)的堿性溶液中，在150?350°C，3?7個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下浸泡180?480min ;零件從高壓反應(yīng)釜取出后反復(fù)用50?100°C熱水清洗；然后將零件在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中浸泡30?240min，溶液溫度為50?110°C;取出零件后立即將其放入50?100°C熱水中浸泡至少120min，隨后經(jīng)弱酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗；最后采用超聲波清洗零件，直到洗滌用水經(jīng)PH試紙檢測后呈中性為止。
[0005]本發(fā)明所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:所述堿性溶液為質(zhì)量濃度為35?60%的氫氧化鉀；高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中，高錳酸鉀的質(zhì)量濃度為5?25%，氫氧化鈉為10?30% ;所述弱酸是質(zhì)量濃度為30?60%的鹽酸。
[0006]本發(fā)明所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:零件經(jīng)3?5次超聲波清洗,每次清洗時間不低于5min。
[0007]通過本發(fā)明所述方法處理后的各類高溫合金葉片零部件，其氣膜孔或狹小縫隙內(nèi)的環(huán)境沉積物得到有效清除，使得零件的各項指標(biāo)達(dá)到繼續(xù)使用的要求，極大降低了零件的報廢率。同時操作中所涉及到的酸堿溶液不對金屬材料基體產(chǎn)生不利影響，不影響零件的后期使用。
【具體實施方式】
[0008]實施例1[0009]鑄造鎳基高溫合金高壓渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除過程:
[0010](I)高溫高壓堿液脫除
[0011]需脫除沉積物的零件采用反應(yīng)部位朝下的方式無疊加的碼放于高壓反應(yīng)釜中，其中工作溶液為35% (質(zhì)量濃度)的氫氧化鉀溶液，工作溫度為180°C，工作壓力為4個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，時間為180min，零件從高壓反應(yīng)釜取出后反復(fù)用90°C熱水清洗，以避免堿液的殘留。
[0012](2)高錳酸鉀清理
[0013]零件在高錳酸鉀混合溶液(質(zhì)量濃度為高錳酸鉀10%，氫氧化鈉15%)中浸泡60min，溶液溫度為70°C，經(jīng)高錳酸鉀腐蝕后立即放入90°C熱水中浸泡120min，隨后經(jīng)40%鹽酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗。
[0014](3)超聲波清洗
[0015]零件經(jīng)3次超聲波清洗，每次清洗時間lOmin，最終的洗滌用水經(jīng)試紙檢測呈中性。將試紙貼于零件表面，若有酸堿顯示則重新進行清洗。
[0016]清洗后的葉片表面氣膜孔疏通率為80%。
[0017]實施例2
[0018]鎳基高溫合金高壓渦輪葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除過程:
[0019](I)高溫高壓堿液脫除
[0020]需脫除沉積物的零件采用反應(yīng)部位朝下的方式無疊加的碼放于高壓反應(yīng)釜中，其中工作溶液為45% (質(zhì)量濃度)的氫氧化鉀溶液，工作溫度為200°C，工作壓力為4個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，時間為300min，零件從高壓反應(yīng)釜取出后反復(fù)用90°C熱水清洗，以避免堿液的殘留。
[0021](2)高錳酸鉀清理
[0022]零件在高錳酸鉀混合溶液(質(zhì)量濃度為高錳酸鉀10%，氫氧化鈉20%)中浸泡80min，溶液溫度為90°C，經(jīng)高錳酸鉀腐蝕后立即放入90°C熱水中浸泡120min，隨后經(jīng)50%鹽酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗。
[0023](3)超聲波清洗
[0024]零件經(jīng)4次超聲波清洗，每次清洗時間12min，最終的洗滌用水經(jīng)試紙檢測呈中性。將試紙貼于零件表面，若有酸堿顯示則重新進行清洗。
[0025]清洗后渦輪葉片表面氣膜孔疏通率為90%。
[0026]實施例3
[0027]鑄造鎳基高溫合金高壓渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除過程:
[0028](I)高溫高壓堿液脫除
[0029]需脫除沉積物的零件采用反應(yīng)部位朝下的方式無疊加的碼放于高壓反應(yīng)釜中，其中工作溶液為50%的氫氧化鉀溶液，工作溫度為300°C，工作壓力為5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，時間為360min，零件從高壓反應(yīng)釜取出后反復(fù)用90°C熱水清洗，以避免堿液的殘留。
[0030](2)高錳酸鉀清理
[0031]零件在高錳酸鉀混合溶液(質(zhì)量濃度為高錳酸鉀15%，氫氧化鈉20%)中浸泡lOOmin，溶液溫度為105°C，經(jīng)高錳酸鉀腐蝕后立即放入90°C熱水中浸泡120min，隨后經(jīng)50%鹽酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗。[0032](3)超聲波清洗
[0033]零件經(jīng)4次超聲波清洗，每次清洗時間12min，最終的洗滌用水經(jīng)試紙檢測呈中性。將試紙貼于零件表面，若有酸堿顯示則重新進行清洗。
[0034]清洗后葉片表面氣膜孔疏通率達(dá)95%以上。
[0035]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:首先將需脫除沉積物的零件浸泡在堿性溶液中，在150?350°C，3?7個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下浸泡180?480min，零件從高壓反應(yīng)釜取出后反復(fù)用50?100°C熱水清洗；然后將零件在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中浸泡30?240min，溶液溫度為50?110°C;取出零件后立即將其放入50?100°C熱水中浸泡至少120min，隨后經(jīng)弱酸中和后經(jīng)高壓水槍清洗；最后采用超聲波清洗零件，直到洗滌用水經(jīng)PH試紙檢測后呈中性為止。
2.按照權(quán)利要求1所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:所述堿性溶液為質(zhì)量濃度為35?60%的氫氧化鉀。
3.按照權(quán)利要求1所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:所述高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中，高錳酸鉀的質(zhì)量濃度為5?25%，氫氧化鈉為10 ?30%o
4.按照權(quán)利要求1所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:所述弱酸是質(zhì)量濃度為30?60%的鹽酸。
5.按照權(quán)利要求1所述葉片氣膜孔及狹小縫隙內(nèi)環(huán)境沉積物的去除方法，其特征在于:零件經(jīng)3?5次超聲波清洗,每次清洗時間不低于5min。
【文檔編號】B08B3/08GK103639131SQ201310614339
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】李晗曄, 張春剛, 冮冶, 劉志強, 杜景源 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司