本發(fā)明屬于航空發(fā)動機渦輪葉片修復處理技術領域，特別涉及一種去除發(fā)動機渦輪葉片表面AlSiY涂層的方法。

背景技術：

隨著發(fā)動機向高推重比發(fā)展，其核心部件渦輪葉片的工作溫度不斷提高。為提高葉片使用壽命，發(fā)動機渦輪葉片通過真空電弧鍍AlSiY涂層來增強抗高溫氧化和抗熱腐蝕的能力。然而航空發(fā)動機在幾千小時的服役或試車過程中，渦輪部件表面的涂層會因沖刷、磨損而部分脫落。在進行葉片表面涂層修復時必須先去除表面殘余的破損涂層。由于渦輪葉片形狀復雜，用機械方法去除表面殘余的破損涂層不僅加工難度大，而且容易對葉片合金基體造成機械損傷；采用高溫氯化物氣體去除涂層對內、外腔涂層損傷大，沒有涂層的榫頭暴露于高溫鹵化物氣體環(huán)境下會發(fā)生合金元素損耗，并且需要使用昂貴設備，造價高；采用高壓水去除設備去除表面殘余的破損涂層也存在設備昂貴，操作不易控制，易損傷基體等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種發(fā)動機渦輪葉片表面不合格或磨損AlSiY涂層的去除方法，以便高效去除渦輪葉片表面AlSiY涂層，同時減小加工難度，降低工藝成本，避免損傷葉片基體，提高葉片不合格涂層或磨損涂層返修的合格率。

本發(fā)明所述發(fā)動機渦輪葉片AlSiY涂層的去除方法，包括以下工藝步驟:

(1)吹砂：用吹砂機對渦輪葉片進行吹砂處理去除渦輪葉片涂層表面的污物；

(2)除油：將經(jīng)吹砂處理后的渦輪葉片浸泡在除油液中，充分洗除油漬；所述除油液的組分組成包括：NaOH 25～75g/L，Na₂CO₃ 30～40g/L，Na₃PO₄·12H₂O 10～30g/L，Na₂SiO₄ 3～10g/L；

(3)榫頭保護：用耐高溫膠帶對榫頭上的導流孔進行封閉，再在榫頭表面均勻刷涂一層熔融絕緣蠟作為保護層；或用膠帶對榫頭上的導流孔進行封閉，再在榫頭表面均勻刷涂一層化學銑切保護膠作為保護層；

(4)除涂層：將榫頭保護處理后的渦輪葉片浸泡于酸洗液中，酸洗至渦輪葉片表面呈現(xiàn)出均勻的晶粒并變?yōu)榛疑嵯匆旱慕M分組成包括：硝酸100～140g/L，氫氟酸9～12g/L，鉻酐5～10g/L；

(5)去除榫頭保護層：榫頭保護處理若為絕緣蠟保護，將酸洗后的渦輪葉片用Na₂CO₃·10H₂0和Na₃PO₄·12H₂O的混合溶液浸泡以去除絕緣蠟保護層，再水洗凈晾干即可；若為化學銑切保護膠保護，手工撕除保護膠層即可。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(1)中吹砂介質最好選用25～40目的氧化鋁砂粒，吹砂風壓優(yōu)選為0.2～0.25MPa，吹砂時間為1.5～2分鐘。吹砂后零件獲得粗糙的表面可增大涂層與后續(xù)步驟中酸洗液的接觸面積，有利于涂層的化學溶解。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(2)中除油液最好加熱至溫度為60～80℃，浸泡除油時間優(yōu)選為15～20分鐘。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(3)中所述絕緣蠟為石蠟、微晶蠟、松脂蠟熔融組合物。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(3)中所述耐高溫膠帶可選用壓敏膠帶。當采用刷涂一層化學銑切保護膠進行榫頭保護時，使用的膠帶可選用電工膠帶。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(4)中渦輪葉片在酸洗液中的浸泡酸洗時間優(yōu)選為70～150分鐘。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(5)中Na₂CO₃·10H₂0和Na₃PO₄·12H₂O混合溶液最好為溫度為70～100℃，混合溶液中Na₂CO₃·10H₂0的濃度優(yōu)選為50～75g/L，Na₃PO₄·12H₂O的濃度優(yōu)選為30～75g/L。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(4)除涂層過程中，最好通過攪拌增加酸洗液的流動性，以加強酸洗的效果。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟(4)酸洗結束后最好將渦輪葉片從酸洗液中取出，采用水壓沖洗的方式清洗掉葉片表面酸洗液。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明為發(fā)動機渦輪葉片表面不合格或磨損AlSiY涂層的去除返修提供了一種新方法。

2.本發(fā)明所述方法能高效去除渦輪葉片表面不合格或磨損AlSiY涂層，經(jīng)過試驗和零件批生產證明對基體合金無損傷，不影響榫頭和導流孔，涂層去除徹底，去除效率高，有利于提高葉片表面不合格或磨損涂層返修的合格率。

3.通過本發(fā)明所述方法去除涂層后進行金相檢測，在酸洗時間內對葉片基體不會產生點蝕和晶間腐蝕，葉片重新噴涂AlSiY涂層后進行熒光、X光及2×10⁶次生產疲勞試驗，表明葉片涂層完整、無開裂及脫落。

5.本發(fā)明所述方法不需要使用昂貴設備，成本低廉，工藝簡單，操作簡便。

附圖說明

圖1為實施例1中渦輪葉片AlSiY涂層去除后的金相照片。

具體實施方式

下面銅通過具體實施方式對本發(fā)明所述發(fā)動機渦輪葉片AlSiY涂層的去除方法做進一步說明。

實施例1

發(fā)動機渦輪葉片AlSiY涂層的去除方法，工藝步驟如下:

(1)吹砂：用吹砂機對渦輪葉片進行吹砂處理去除渦輪葉片涂層表面的污物，采用40目的氧化鋁砂粒，風壓為0.2MPa，吹砂時間為1.5分鐘。

(2)除油：將吹砂后的渦輪葉片浸泡在溫度為75℃的除油液中，浸泡時間為15分鐘，充分洗除油漬；所述除油液的組分和組分濃度為：NaOH 75g/L，Na₂CO₃ 40g/L，Na₃PO₄·12H₂O 30g/L，Na₂SiO₄ 10g/L；

(3)榫頭保護：用壓敏膠帶對榫頭上的導流孔進行封閉，再在榫頭表面均勻刷涂一層絕緣蠟，絕緣蠟為石蠟、微晶蠟、松脂蠟熔融組合物。

(4)除涂層：將榫頭保護處理后的渦輪葉片于酸洗液中浸泡浸泡時間為75分鐘，并通過攪拌增加酸洗液的流動性，酸洗至渦輪葉片表面呈現(xiàn)出均勻的晶粒并變?yōu)榛疑嵯匆旱慕M分組成和組分濃度為：硝酸140g/L，氫氟酸11g/L，鉻酐5g/L；酸洗結束后將渦輪葉片從酸洗液中取出，采用水壓沖洗的方式清洗掉葉片表面酸洗液。

(5)去除榫頭保護層：將酸洗后的渦輪葉片用溫度為100℃的Na₂CO₃·10H₂0和Na₃PO₄·12H₂O的混合溶液浸泡以去除絕緣蠟保護層，混合溶液中Na₂CO₃·10H₂0的濃度為75g/L，Na₃PO₄·12H₂O的濃度為75g/L，去除完水洗晾干即可。

上述方法中除時間與涂層厚度有關。用精度為0.1mg的分析天平稱量涂層去除前后試樣的質量變化，用千分尺測量試樣尺寸得到試樣的總表面積，通過涂層去除速率＝質量減少量/試樣總表面積/試樣密度/酸洗時間，可得到試樣的涂層去除速率。本實施例中涂層的去除速率約為0.38μm/min，150min能夠去除46μm的涂層，并且金相檢測無涂層殘留，基體金屬無點蝕和晶間腐蝕。

實施例2

發(fā)動機渦輪葉片AlSiY涂層的去除方法，工藝步驟如下:

(1)吹砂：用吹砂機對渦輪葉片進行吹砂處理去除渦輪葉片涂層表面的污物，采用35目的氧化鋁砂粒，風壓為0.25MPa，吹砂時間為1.5分鐘。

(2)除油：將吹砂后的渦輪葉片浸泡在溫度為70℃的除油液中，浸泡時間為18分鐘，充分洗除油漬；所述除油液的組分和組分濃度為：NaOH 50g/L，Na₂CO₃ 35g/L，Na₃PO₄·12H₂O 20g/L，Na₂SiO₄ 7g/L；

(3)榫頭保護：用電工膠帶對榫頭上的導流孔進行封閉，再在榫頭表面均勻刷涂一層化學銑切保護膠；

(4)除涂層：將榫頭保護處理后的渦輪葉片于酸洗液中浸泡浸泡時間為120分鐘，并通過攪拌增加酸洗液的流動性，酸洗至渦輪葉片表面呈現(xiàn)出均勻的晶粒并變?yōu)榛疑嵯匆旱慕M分組成和組分濃度為：硝酸120g/L，氫氟酸11g/L，鉻酐8g/L；酸洗結束后將渦輪葉片從酸洗液中取出，采用水壓沖洗的方式清洗掉葉片表面酸洗液。

(5)去除榫頭保護層：手工撕除保護膠層。

實施例3

發(fā)動機渦輪葉片AlSiY涂層的去除方法，工藝步驟如下:

(1)吹砂：用吹砂機對渦輪葉片進行吹砂處理去除渦輪葉片涂層表面的污物，采用25目的氧化鋁砂粒，風壓為0.25MPa，吹砂時間為2分鐘。

(2)除油：將吹砂后的渦輪葉片浸泡在溫度為60℃的除油液中，浸泡時間為10分鐘，充分洗除油漬；所述除油液的組分和組分濃度為：NaOH 30g/L，Na₂CO₃ 30g/L，Na₃PO₄·12H₂O 10g/L，Na₂SiO₄ 4g/L；

(3)榫頭保護：用壓敏膠帶對榫頭上的導流孔進行封閉，再在榫頭表面均勻刷涂一層熔融絕緣蠟，絕緣蠟為石蠟、微晶蠟、松脂蠟熔融組合物。

(4)除涂層：將榫頭保護處理后的渦輪葉片于酸洗液中浸泡浸泡時間為150分鐘，酸洗至渦輪葉片表面呈現(xiàn)出均勻的晶粒并變?yōu)榛疑嵯匆旱慕M分組成和組分濃度為：硝酸100g/L，氫氟酸9g/L，鉻酐5g/L；

(5)去除榫頭保護層：將酸洗后的渦輪葉片用溫度為70℃的Na₂CO₃·10H₂0和Na₃PO₄·12H₂O的混合溶液浸泡以去除絕緣蠟保護層，混合溶液中Na₂CO₃·10H₂0的濃度為50g/L，Na₃PO₄·12H₂O的濃度為35g/L，去除完水洗晾干即可。