專利名稱：一種渦輪機(jī)葉片的修復(fù)方法、渦輪機(jī)葉片和使用這種葉片的渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，特別涉及葉片表面部分磨損區(qū)域的修復(fù)，而且特別是 葉片根部區(qū)域磨損部分的修復(fù)。
背景技術(shù)：
帶有旁路燃?xì)鉁u輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括一個(gè)K1轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子由多個(gè)葉片組成， 這些葉片安裝在由燃?xì)獍l(fā)生器低壓轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)的轉(zhuǎn)子盤,上。由鈦或鈦合金材料 制成的風(fēng)扇葉片安皿一股沿渦輪機(jī)軸向方向布置的各個(gè)葉片的腔室內(nèi)。葉片的根 部^M^M面，與其安裝腔室相匹配。根據(jù)一種類型的渦輪機(jī)，葉片M:軸向
凸起向下游延伸，戶;f^軸向凸超各葉片牢牢地固定在腔室內(nèi)。本申i諸在EP 165 860 號(hào)專利文件中介紹了一個(gè)示例。葉片ilil下游鎖緊環(huán)保持軸向固定，而葉片則軸向 靠在鎖緊環(huán)上。所述鎖緊環(huán)可以由下游壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子凸緣來形成。由于使用時(shí)的振 動(dòng)作用，葉片根部受到反復(fù)沖擊和其所支撐表面產(chǎn) 擦，從而造成面向下游的葉 片根部區(qū)J^才料出現(xiàn)磨損。當(dāng)這種磨損達(dá)至U—定離時(shí)，該部件就不得不更換。迄 今為止，這些部件都題，話U修，否則就得存方媳來割疾修復(fù)，尚無一種公認(rèn)的方 法育,給出理想的結(jié)果。
通過焊接對(duì)葉片表面部分重縦行修復(fù)是船佳的，因?yàn)椴考軣嵩斐傻钠趶?qiáng) 度大大降低，而這種疲勞強(qiáng)度的下降是風(fēng)扇葉片翼面底部不可接受的。
此外，所觀察到的實(shí)際磨損(有時(shí)皿了 0.5mm)以及磨損面積大小(大約1 到2 cm2)使得熱噴涂表面修復(fù)方溜歐隹實(shí)施。這種方法總是可以進(jìn)行的，但卻存 在由于剝落而損失涂層的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果，最大允剤參復(fù)厚度總是不適合這些部件上所 出現(xiàn)的磨損范圍非常大的部位。
另外，葉片支撐的部分也翻鈦材料制成。綠屬表面之間的接觸使得大多數(shù) 涂層難以實(shí)施。
這個(gè)部位的具體特點(diǎn)如下很高的低周應(yīng)力，這就是說需要使用不會(huì)影響疲勞強(qiáng)度的表面修復(fù)方法； 接觸壓力分布不均以及離心剪切力，逸就是說表面修親需要具有良好的附著
性；
與鈦材半被觸，要求^^合適的表面4彥復(fù)材料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種修復(fù)方法，戶誠方法并不具有已知的渦輪機(jī)部 件修復(fù)方法的那醜陷，從而可以解決與表面部州彥復(fù)相關(guān)的具體問題，如鈦材料 風(fēng)扇葉片根部i部。
根據(jù)本發(fā)明，由鈦或鈦合金材料制成的渦輪機(jī)動(dòng)葉片表面部分修復(fù)方法的顯著 特點(diǎn)是，它包括了至少一個(gè)步驟，即采用電解工藝在臓表面部分覆蓋鎳、鈷或這 兩種金屬的混合材料。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方法，金屬igiM用至少兩個(gè)步驟^ia行，即采用
將襯墊電解法和電解槽內(nèi)或微型槽內(nèi)電解法相結(jié)合的形式。
本發(fā)明所述方法可以通過在較大深度，行表面修復(fù)而對(duì)磨損部件進(jìn)行修復(fù)， 較大深度為lmm的數(shù)量級(jí)，但是卻在較小的面積上。例如，趣葉片，其根部帶 有一個(gè)楔形截面，這種情況是指葉根下游表面部分磨損。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，不會(huì)影響基M^才料的疲勞性能。此外，人們也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 因與鈦部件摩擦而形成的磨損情況下，經(jīng)修復(fù)的部件的特性要優(yōu)于最初結(jié)構(gòu)。
電解液的金屬粒子包括鎳、鈷或這兩種金屬的結(jié)合材料，例如氨基磺酸鎳。
所述方法可以適^i^厚度在10 Mm到1 mm之間的金屬層。
就其優(yōu)點(diǎn)來講，本發(fā)明還涉及到由鈦或鈦合金金屬制成的渦輪機(jī) 動(dòng)葉片， 該葉片帶有一種楔形形沃的葉根和軸向支撐表面部分。該葉片的顯著特點(diǎn)是，所述軸向支撐表面至少部分地被電解鍍齢屬涂層所覆蓋，戶腿金屬涂層包括鎳、鈷或 者這兩種金屬的結(jié)合材料。
下面結(jié)合附圖，更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不僅限于所述實(shí)施例。


圖l為軸向剖面圖，示出了安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上的，葉片； 圖2為軸向剖面圖，沿圖1所示2—2向剖開；
圖3為修復(fù)表面部分(諸如圖2戶標(biāo)葉片的根部)所j頓的襯墊電解裝置的示 意圖4為在電解槽內(nèi)通過電解^fel行表面修復(fù)的裝置的示意圖； 圖5為在微型槽內(nèi)通過電解^iS行表面修復(fù)的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了 EP 165 860專利中所介紹的布置情況。該圖示出了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 的轉(zhuǎn)子盤l，該轉(zhuǎn)子盤帶有一個(gè)凸緣，圓錐形前整流罩3就固定在該凸緣上。采用 拉削工藝在轉(zhuǎn)子盤l的 上加工了近似軸向的多個(gè)腔室4。這些腔室的截面呈楔 形形狀，與葉片10根部13的下部13'的皿相匹配。葉根13是葉片10位于平臺(tái)9 下方的那部分，而平臺(tái)9形成了氣體流的分界線。鎖定鍵11滑過葉根13的下部13'， 從而將葉片鎖定在腔室內(nèi)。在下游表面，轉(zhuǎn)子盤的,帶有一個(gè)徑向凸緣5，用來 通過螺栓6固定鎖緊環(huán)7和密封環(huán)8。
鎖緊環(huán)7上布置了徑向向內(nèi)的凹槽18，其數(shù)量與腔室相同，這些凹槽均面向腔 室。此外，葉根13的下部B'通過軸向凸部17延伸鵬后部，戶腿凸部的側(cè)向提 f賄兩錯(cuò)口。凸部嚙合在凹槽18內(nèi)，其側(cè)面在凸部側(cè)向缺口內(nèi)導(dǎo)向。這樣，鎖緊環(huán)7至少部分地遮蓋了腔室4的下游端。
葉根13的后部與表面部分14相對(duì)接，后者抵在兩個(gè)螺栓6之間的鎖緊環(huán)7上。 由于使用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)作用，表面部分14會(huì)與鎖緊環(huán)的表面產(chǎn) 擦，實(shí)際上受 到了磨損，導(dǎo)致材料的損失。如上戶誠，這種表面部分慰歡佳修復(fù)的。根據(jù)目前的 技術(shù)狀態(tài)，還沒有令人滿意的解決辦法。
根據(jù)本發(fā)明，這種表面部分可以ais修復(fù)材料表面^s行修復(fù)。這種修復(fù)包括
形成一道金屬層，這個(gè)金屬層不僅可以彌補(bǔ)材料的缺陷，而且可以使得表面更具有 耐磨性。
根據(jù)本發(fā)明，通過襯墊電解法、電銷曹內(nèi)電解法或在微型槽內(nèi)電解工藝來在被 磨損的表面上鄉(xiāng)莫這種表面修復(fù)金屬產(chǎn)品。
圖3為采用襯墊電鵬去進(jìn)行表面修復(fù)的示意圖。裝置100包MM導(dǎo)線104與 葉片13相連的電源102，形成陰極，而且與襯墊106連接，形成陽極；該體IOO 內(nèi)充滿了電解液。例如，所述襯墊可以是石墨電極，其幾何形狀和尺寸與要處理的 表面部分的微和尺寸相匹配。電解、艦以是氨基磺^l鄉(xiāng)液，用來鵬鎳金屬。
圖4示出了在電解槽內(nèi)通過電i ^MM^屬表面修復(fù)產(chǎn)品。^M^g200包 括一個(gè)電鵬201，內(nèi)充有電解液204，葉根13至少部分地臥在該溶液中，只有 戶，葉片中需要處理的表面部分14與電解液相接觸。葉片其余部分采用相應(yīng)措 行做，諸如膠帶206。葉片連接到電源202，形成陰極，電極棒210則^A在電解 液內(nèi)并與電源202相連接，形成陽極。正如，方案，可以使用石墨電極210和氨 基磺酸鎳作為電解液。
圖5示出了在微型電解槽內(nèi)iM:電if^M金屬產(chǎn)品，，300包括由電解 槽310組成，該電解槽的^1^肖^S合置放葉片1和電解液，而只有葉片表面帶有 材料缺陷的部分和電解液接觸。電源302連接到葉片13形成陰極，連接到槽301 形成陽極。另一種選擇方式是，采用這種方式修復(fù)后的葉片表面可以進(jìn)行加工，從而恢復(fù) 其原來的形狀。另外，如果必要的話，所形成的金屬層可以作為一種基層，即，可 f^用其它工藝方法進(jìn)行f皿涂層的基層，這種工藝可以是指另一種形式的電M4。
例如，采用襯墊電解法而形成的第一層可以作為^頓另一種電解技術(shù)進(jìn)行f鵬 的基層，諸如在電解槽內(nèi)通過電解M鍍膜的技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種渦輪機(jī)葉片表面部分的修復(fù)方法，所述葉片采用鈦或鈦合金材料制成，其特征在于，通過電解法可在所述表面部分上鍍膜鎳、鈷或這兩種金屬的結(jié)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬,可以通過襯墊電A^64 行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的方法，其特征在于，金屬4鵬可以通過在電鵬內(nèi)通過 電解^^iS行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬OT可以ffiil在微型電解槽內(nèi) 通過電解^6S行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬^M可以采用至少兩個(gè)步驟來 進(jìn)行，即采用將襯墊電解法和電解槽內(nèi)電解法或微型電解槽內(nèi)電解法相結(jié)合的 方式艦行。
6. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于用于風(fēng)扇葉片。
7. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求戶，的方法，其特征在于，電解液包皿基磺酸鎳。
8. 根據(jù)前面其中任何一項(xiàng)權(quán)利要求戶，的方法，其特征在于，所鍍膜的金屬層的 厚度在10 nm至1 mm之間。
9. 根據(jù)前面其中任何一項(xiàng)權(quán)禾腰求臓的表面修復(fù)方法，其特征在于，所述表面 部分位于葉片根部。
10. 根據(jù)前面其中任何一項(xiàng)權(quán)禾腰求戶脫的表面修復(fù)方法，葉片的根部帶有一個(gè)楔 形截面，所述表面部分為葉片的軸向支撐表面部分。
11. 一種渦輪機(jī)動(dòng)葉片，帶有楔形葉根和止推軸棘面，^#征在于，所述軸向支 撐表面至少部分地1 用電解f皿金屬涂層所覆蓋。
12. 根據(jù)前面權(quán)利要求戶脫的由鈦或鈦合金材料帝喊的葉片，葉片的金屬涂層包括 鎳、鈷或這兩種金屬的結(jié)合材料。
13. —種使用了根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述葉片的渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)葉片的修復(fù)方法、渦輪機(jī)葉片和使用這種葉片的渦輪機(jī)。所述方法的顯著特征在于，采用電解法在所述表面上鍍膜金屬顆粒。所述電解法包括襯墊電解法、電解槽內(nèi)電解法或微型槽內(nèi)電解法，或襯墊電解法或電解槽或微型槽電解法的結(jié)合形式。本發(fā)明可以非常方便地應(yīng)用到由鈦或鈦合金材料制成的葉根表面部分的修復(fù)，所述表面部分由于摩擦而導(dǎo)致磨損。
文檔編號(hào)C25D3/12GK101298687SQ20081009612
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者克勞得·馬克·芒斯, 克里斯戴勒·福徹爾 申請(qǐng)人:斯奈克瑪