渦輪葉片化學去除滲鋁層的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于化學熱處理領域，特別是涉及一種渦輪葉片化學去陳滲鋁層的方法。
【背景技術】
[0002]滲鋁是一種或多種金屬原子滲入金屬工件表層內(nèi)的化學熱處理工藝。將金屬工件放在含有滲入金屬元素的滲劑中，加熱到一定溫度，保持適當時間后，滲劑熱分解所產(chǎn)生的滲入金屬元素的活性原子便被吸附到工件表面，并擴散進入工件表層，從而改變工件表層的化學成分、組織和性能。與滲非金屬相比，金屬元素的原子半徑大，不易滲入，滲層淺，一般須在較高溫度下進行擴散。金屬元素滲入以后形成的化合物或鈍化膜，具有較高的抗高溫氧化能力和抗腐蝕能力，能分別適應不同的環(huán)境介質。
[0003]近年來，隨著航空發(fā)動機的推重比越來越大，因此要求發(fā)動機熱端部件的抗高溫氧化及耐熱腐蝕的性能也越來越高。發(fā)動機的低壓渦輪，高、低壓導向器葉片采用了滲鋁工藝，滲層具有良好的防護性能。
[0004]渦輪葉片滲鋁層的去除是渦輪葉片滲鋁層返修時整個完整工藝的一部分，是為了渦輪葉片的使用壽命，現(xiàn)有技術中鋁滲層局部殘損的葉片采用去除和重新滲層的辦法。一是采用機械拋光或金相砂紙手工打磨，或采用吹砂、噴丸之類的機械方法，這樣的方法存在著勞動強度大，效率低，基體尺寸不易控制的弊端，極不適應于批量生產(chǎn)；而是采用化學去除硅鋁滲層，去除液一般由硝酸、氫氟酸、鐵粉配制而成，雖然能清除鋁滲層，但是對基體材料的過腐蝕難控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種渦輪葉片去滲鋁層的化學熱處理方法，該方法工序簡單，能夠有效去除高溫合金鋼滲鋁層，且不會對基體材料產(chǎn)生過腐蝕。
[0006]本發(fā)明目的通過下述技術方案來實現(xiàn):
一種渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于包括以下步驟:
(1)吹砂，對渦輪葉片進行吹砂，去除所述渦輪葉片表面的積碳和氧化膜；
(2)除油，采用有機溶劑對渦輪葉片進行除油；
(3)絕緣，對非滲鋁區(qū)進行絕緣保護；
(4)去滲鋁層，把高溫合金鋼零件放入去滲鋁層溶液，反應時間為1.5小時?2小時，所述去滲鋁層溶液由硝酸、氫氟酸和鉻酐組成，所述硝酸含量為110 ml/1?130ml/l，所述氫氟酸的含量為10 ml/1?12ml/l，所述鉻酐含量為8?10g/l ；
(5)中和，把葉片放入碳酸鈉溶液中進行中和。
[0007](6)清洗，清洗葉片去滲鋁層后表面產(chǎn)生的掛灰；
(7)去絕緣層后檢驗。
[0008]作為優(yōu)選，所述步驟(4)硝酸含量為120 ml/1。
[0009]作為優(yōu)選，所述步驟(4)氫氟酸為10 ml/1。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟(4)中反應時間為1.5小時。
[0011]作為優(yōu)選，所述步驟(4)中去滲鋁層溶液溫度控制在25°C?30°C。
[0012]作為優(yōu)選，采用清漆對渦輪葉片非滲鋁區(qū)進行絕緣保護。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟(6)碳酸鈉溶液含碳酸鈉20 g/Ι?30 g/1。
[0014]作為優(yōu)選，將去除滲鋁層后的渦輪葉片放入氯化鋁溶液檢驗是否還有殘余滲鋁層。
[0015]作為優(yōu)選,所述氯化招重量比為2%?4%。
[0016]作為優(yōu)選，渦輪葉片零件放入氯化鋁溶液的時間為2分鐘?3分鐘。
[0017]本發(fā)明的有益效果:本工藝采用化學方法去除渦輪葉片的滲鋁層，在不損傷基體的前提下能夠有效去除高溫合金鋼滲鋁層；對去滲鋁層溶液各成分進行合理配比，去滲鋁層溶液溫度控制在一定范圍內(nèi)，即使渦輪葉片放入去滲鋁層溶液的時間超過所需反應時間，也不易對基體材料產(chǎn)生過腐蝕。
【具體實施方式】
[0018]下列非限制性實施例用于說明本發(fā)明。
[0019]實施例1
對渦輪葉片進行吹砂，去除所述渦輪葉片表面的積碳和氧化膜，采用20?40粒度的氧化鋁在2?2.5大氣壓下吹掉表面的氧化膜和積碳，吹砂的時候渦輪葉片榫頭需要保護。采用丙酮除油，除油后晾干。用清漆絕緣葉片榫頭等無滲鋁層的表面，防止浸蝕零件非滲層表面，用刷子在渦輪轉子葉片榫頭部門，導向器葉片減震凸臺表面，在離合器外表面涂上清漆，不允許有遺漏以及清漆進入葉身型面?？梢韵驘o色清漆中加入甲基紅色或者甲基橙色齊U，在溫度60-90°C烘箱中干燥I小時，清漆涂抹2-3層，每層都需要干燥。把渦輪葉片放入去滲鋁層溶液，反應時間為1.5小時，所述去滲鋁層溶液由硝酸、氫氟酸和鉻酐組成，所述硝酸含量為120 ml/1，所述氫氟酸的含量為10 ml/1，所述鉻酐含量為8g/l，酸洗后零件表面應該是深灰色或者暗色，帶有煙灰層，控制去滲鋁層溶液的溫度在25V?30°C。除完滲鋁層后把渦輪葉片放入含碳酸鈉20 g/Ι?30 g/Ι的碳酸鈉溶液進行中和，去除在渦輪葉片表面殘留酸。
[0020]將去除滲鋁層后的渦輪葉片放入氯化鋁溶液檢驗是否還有殘余滲鋁層，氯化鋁重量比為2%。，時間為2分鐘。渦輪葉片經(jīng)過浸泡后，若出現(xiàn)輕微的顯晶，表示滲鋁層已被除凈；若表面黯淡無光澤，表示滲鋁層未被除凈，需要繼續(xù)將零件放入去滲鋁層溶液去除滲鋁層。本次渦輪葉片經(jīng)過氯化鋁溶液浸泡后，出現(xiàn)輕微的顯晶，滲鋁層已被除凈。對渦輪葉片進行檢查，無過腐蝕現(xiàn)象。
[0021]實施例2
對渦輪葉片進行吹砂，去除所述渦輪葉片表面的積碳和氧化膜，采用20?40粒度的氧化鋁在2?2.5大氣壓下吹掉表面的氧化膜和積碳，吹砂的時候渦輪葉片榫頭需要保護。采用丙酮除油，除油后晾干。用清漆絕緣葉片榫頭等無滲鋁層的表面，防止浸蝕零件非滲層表面，用刷子在渦輪轉子葉片榫頭部門，導向器葉片減震凸臺表面，在離合器外表面涂上清漆，不允許有遺漏以及清漆進入葉身型面。可以向無色清漆中加入甲基紅色或者甲基橙色齊U，在溫度60-90°C烘箱中干燥I小時，清漆涂抹2-3層，每層都需要干燥。把渦輪葉片放入去滲鋁層溶液，反應時間為2小時，所述去滲鋁層溶液由硝酸、氫氟酸和鉻酐組成，所述硝酸含量為130 ml/1，所述氫氟酸的含量為12 ml/1，所述鉻酐含量為10g/l，酸洗后零件表面應該是深灰色或者暗色，帶有煙灰層，控制去滲鋁層溶液的溫度在25°C?30°C。除完滲鋁層后把渦輪葉片放入含碳酸鈉20 g/Ι?30 g/Ι的碳酸鈉溶液進行中和，去除在渦輪葉片表面殘留酸。
[0022]將去除滲鋁層后的渦輪葉片放入氯化鋁溶液檢驗是否還有殘余滲鋁層，氯化鋁重量比為4%。，時間為3分鐘。本次渦輪葉片經(jīng)過氯化鋁溶液浸泡后，出現(xiàn)輕微的顯晶，滲鋁層已被除凈。對渦輪葉片進行檢查，無過腐蝕現(xiàn)象。
【主權項】
1.一種渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)吹砂，對渦輪葉片進行吹砂，去除所述渦輪葉片表面的積碳和氧化膜； (2)除油，采用有機溶劑對渦輪葉片進行除油； (3)絕緣，對非滲鋁區(qū)進行絕緣保護； (4)去滲鋁層，把高溫合金鋼零件放入去滲鋁層溶液，反應時間為1.5小時?2小時，所述去滲鋁層溶液由硝酸、氫氟酸和鉻酐組成，所述硝酸含量為110 ml/1?130ml/l，所述氫氟酸的含量為10 ml/1?12ml/l，所述鉻酐含量為8?10g/l ； (5)中和，把葉片放入碳酸鈉溶液中進行中和； (6)清洗，清洗葉片去滲鋁層后表面產(chǎn)生的掛灰； (7)去絕緣層后檢驗。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述步驟(4)硝酸含量為120 ml/1。
3.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述步驟(4)氫氟酸為10 ml/1。
4.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述步驟(4)中反應時間為1.5小時。
5.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述步驟(4)中去滲鋁層溶液溫度控制在25°C?30°C。
6.根據(jù)權利要求1至5所述的任一項渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:采用清漆對渦輪葉片非滲鋁區(qū)進行絕緣保護。
7.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述步驟(6)碳酸鈉溶液含碳酸鈉20 g/Ι?30 g/1。
8.根據(jù)權利要求1所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:將去除滲鋁層后的渦輪葉片放入氯化鋁溶液檢驗是否還有殘余滲鋁層。
9.根據(jù)權利要求8所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:所述氯化鋁重量比為2%?4%。
10.根據(jù)權利要求8所述的渦輪葉片化學去除去滲鋁層工藝，其特征在于:渦輪葉片零件放入氯化鋁溶液的時間為2分鐘?3分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學熱處理領域，特別是涉及一種渦輪葉片化學去陳滲鋁層的方法。該方法包括以下步驟：（1）吹砂，去除所述渦輪葉片表面的積碳和氧化膜；（2）除油；（3）絕緣；（4）去滲鋁層，把高溫合金鋼零件放入去滲鋁層溶液，反應時間為1.5小時～2小時，所述去滲鋁層溶液由硝酸、氫氟酸和鉻酐組成，所述硝酸含量為110ml/l～130ml/l，所述氫氟酸的含量為10ml/l～12ml/l，所述鉻酐含量為8～10g/l；（5）中和，把葉片放入碳酸鈉溶液中進行中和；（6）清洗，清洗葉片去滲鋁層后表面產(chǎn)生的掛灰；（7）去絕緣層后檢驗。該方法工序簡單，能夠有效去除高溫合金鋼滲鋁層，且不會對基體材料產(chǎn)生過腐蝕。
【IPC分類】C23F1-20
【公開號】CN104562010
【申請?zhí)枴緾N201310512151
【發(fā)明人】蘭海
【申請人】蘭海
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月28日