本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修領(lǐng)域，特別是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法。

背景技術(shù)：

鈷基高溫合金是一種具有比鎳基合金更高熔點(diǎn)、更優(yōu)異的抗熱腐蝕性能、熱疲勞性能、抗蠕變性能及焊接性能，因此特別適合在更高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用，如渦輪導(dǎo)向器、渦輪葉片等。

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪導(dǎo)向器葉片采用的是鈷基高溫合金，該導(dǎo)向器葉片長(zhǎng)期工作在900℃以上的環(huán)境中，由于受到高溫、高壓、燃?xì)飧g等作用及溫度不均勻引起的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變，導(dǎo)致葉片容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋而使得葉片大量報(bào)廢。導(dǎo)向器葉片材料為K640鑄造鈷基高溫合金，可焊接性較好；由于該導(dǎo)向器葉片一個(gè)大修周期后出現(xiàn)大量穿透性裂紋和大間隙裂紋，采用普通的熔焊技術(shù)無(wú)法修理，導(dǎo)致該葉片報(bào)廢。國(guó)內(nèi)外尚無(wú)公開報(bào)道該鈷基高溫合金零件的修理方法，因此需要一種該類高溫合金零件的修復(fù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法，包括以下步驟：

S1、打磨：用合金打磨頭以1000～1500rpm的速度對(duì)零件故障處進(jìn)行打磨，將缺陷處氧化物全部排除且打磨成“V”形槽；

S2、清洗：對(duì)打磨處用丙酮進(jìn)行清洗，至打磨處無(wú)油、無(wú)臟物及多余物，清洗時(shí)間為30～60min；

S3、定位片定位：將定位片通過(guò)點(diǎn)焊的方式固定在穿透性裂紋一側(cè)或釬料易漏走部位，以防止釬料熔化時(shí)填充零件不需要釬焊部位；

S4、合金粉末填充：用-100～+325目的混合有粘接劑的合金粉末填充打磨區(qū)之間的間隙，合金粉末的材料與鈷基高溫合金零部件的材料相同或相近，填充高度超過(guò)鈷基高溫合金零部件表面1～5mm；

S5、釬料填充：在合金粉末上涂敷混合有粘接劑的-100～+325目粉末釬料，釬料為合金粉末重量比的30～60%，然后在合金粉末燒結(jié)周圍涂敷止焊劑；

S6、烘干：將準(zhǔn)備好的鈷基高溫合金零部件放入70～150℃的烘箱中加熱5～10h；

S7、真空釬焊：首先升溫至600～800℃，保溫10～30min，然后調(diào)整溫度至1100～1180℃，保溫1～2h釬焊，隨爐冷至800～900℃，然后充800～1500mbar氬氣冷至50～100℃出爐；

S8、型面加工：對(duì)釬焊后鈷基高溫合金零部件的修復(fù)部位進(jìn)行打磨修型，使修復(fù)部位的型面尺寸恢復(fù)到修復(fù)前的尺寸；

S9、焊后檢查：修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件進(jìn)行X光、熒光檢查，若符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)即修復(fù)完畢，若不符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，再重復(fù)步驟S1～S8。

步驟S1中，打磨時(shí)，對(duì)于穿透性裂紋缺陷預(yù)留0.2mm的基體。

步驟S4中，粘接劑與合金粉末的重量比為1：24～3：17。

步驟S7中，整個(gè)釬焊升溫、保溫過(guò)程中真空壓力小于8.0*10^-2Pa，升溫速率均為5～20℃/min。

步驟S9后，對(duì)符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的鈷基高溫合金零部件還包括修復(fù)后葉片長(zhǎng)試考核的步驟：對(duì)修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件隨機(jī)抽取3件進(jìn)行長(zhǎng)期試車試驗(yàn)，長(zhǎng)試后，釬焊修復(fù)區(qū)域均未發(fā)生開裂現(xiàn)象，通過(guò)長(zhǎng)試考核。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、解決了采用常規(guī)熔焊技術(shù)不能修復(fù)的此類零部件的問(wèn)題，修復(fù)效果好，使得該零部件能夠再次使用，降低零件報(bào)廢率，縮減成本。

2、將缺陷處打磨成V形坡口，并將混合有粘接劑的合金粉末填充在該坡口內(nèi)，合金粉末與缺陷坡口之間的滲透面更大，更容易結(jié)合，提高修復(fù)質(zhì)量。

3、合金粉末采用與鈷基高溫合金零部件的材料相同或相近的合金材料，再結(jié)合更合理的釬焊技術(shù)，修復(fù)后的葉片，合格率大幅度提升。

4、對(duì)于批量修復(fù)的鈷基高溫合金零部件，對(duì)修復(fù)后檢驗(yàn)合格的零部件再隨機(jī)抽取3件進(jìn)行長(zhǎng)試考核，確保該批修復(fù)的鈷基高溫合金零部件符合實(shí)際使用工況。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

【實(shí)施例1】

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法，包括以下步驟：

S1、打磨：用合金打磨頭以1500rpm的速度對(duì)零件故障處進(jìn)行打磨，將缺陷處氧化物全部排除且打磨成“V”形槽，對(duì)于穿透性裂紋缺陷預(yù)留0.2mm的基體；

S2、清洗：對(duì)打磨處用丙酮進(jìn)行清洗，至打磨處無(wú)油、無(wú)臟物及多余物，清洗時(shí)間為60min；

S3、定位片定位：將定位片通過(guò)點(diǎn)焊的方式固定在穿透性裂紋一側(cè)或釬料易漏走部位，以防止釬料熔化時(shí)填充零件不需要釬焊部位；

S4、合金粉末填充：用-100～+325目（能過(guò)100目篩，但不能過(guò)325目篩，即在100目至325目之間的粉體）的混合有粘接劑的合金粉末填充打磨區(qū)之間的間隙，合金粉末的材料與鈷基高溫合金零部件的材料相同或相近，在本實(shí)施例中，合金粉末選用Co24Cr10Ni7W3.5Ta0.6C，粘接劑采用市售的Wall Colmonoy公司的Nicrobraz 500Cement，填充高度超過(guò)鈷基高溫合金零部件表面1mm，粘接劑與合金粉末的重量比為3：17；

S5、釬料填充：在合金粉末上涂敷混合有粘接劑的-100～+325目粉末釬料，在本實(shí)施例中，釬料采用具有良好的潤(rùn)濕性和填縫性能的釬料粉體，例如：Ni15Cr3B，釬料為合金粉末重量比的60%，然后在合金粉末燒結(jié)周圍涂敷止焊劑，止焊劑為VittalAl Braz-stop；

S6、烘干：將準(zhǔn)備好的鈷基高溫合金零部件放入150℃的烘箱中加熱5h；

S7、真空釬焊：首先升溫至800℃，保溫10min，然后調(diào)整溫度至1180℃，保溫1h釬焊，隨爐冷至900℃，然后充800mbar氬氣冷至100℃出爐，整個(gè)釬焊升溫、保溫過(guò)程中真空壓力小于8.0*10^-2Pa，升溫速率均為20℃/min；

S8、型面加工：對(duì)釬焊后鈷基高溫合金零部件的修復(fù)部位進(jìn)行打磨修型，使修復(fù)部位的型面尺寸恢復(fù)到修復(fù)前的尺寸；

S9、焊后檢查：修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件進(jìn)行X光、熒光檢查，若符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)即修復(fù)完畢，若不符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，再重復(fù)步驟S1～S8。

對(duì)符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的鈷基高溫合金零部件還包括修復(fù)后葉片長(zhǎng)試考核的步驟：對(duì)修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件隨機(jī)抽取3件進(jìn)行長(zhǎng)期試車試驗(yàn)，長(zhǎng)試后，釬焊修復(fù)區(qū)域均未發(fā)生開裂現(xiàn)象，通過(guò)了長(zhǎng)試考核。

【實(shí)施例2】

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法，包括以下步驟：

S1、打磨：用合金打磨頭以1200rpm的速度對(duì)零件故障處進(jìn)行打磨，將缺陷處氧化物全部排除且打磨成“V”形槽，對(duì)于穿透性裂紋缺陷預(yù)留0.2mm的基體；

S2、清洗：對(duì)打磨處用丙酮進(jìn)行清洗，至打磨處無(wú)油、無(wú)臟物及多余物，清洗時(shí)間為45min；

S3、定位片定位：將定位片通過(guò)點(diǎn)焊的方式固定在穿透性裂紋一側(cè)或釬料易漏走部位，以防止釬料熔化時(shí)填充零件不需要釬焊部位；

S4、合金粉末填充：用-100～+325目的混合有粘接劑的合金粉末填充打磨區(qū)之間的間隙，合金粉末的材料與鈷基高溫合金零部件的材料相同或相近，在本實(shí)施例中，合金粉末選用Co25.5Cr10.5Ni7.5W0.5C，粘接劑采用市售的Wall Colmonoy公司的Nicrobraz 500Cement，填充高度超過(guò)鈷基高溫合金零部件表面3mm，粘接劑與合金粉末的重量比為2：20；

S5、釬料填充：在合金粉末上涂敷混合有粘接劑的-100～+325目粉末釬料，在本實(shí)施例中，釬料采用具有良好的潤(rùn)濕性和填縫性能的釬料粉體，例如：Ni7Cr4.5Si3Fe3B，釬料為合金粉末重量比的45%，然后在合金粉末燒結(jié)周圍涂敷止焊劑，止焊劑為VittalAl Braz-stop；

S6、烘干：將準(zhǔn)備好的鈷基高溫合金零部件放入110℃的烘箱中加熱7.5h；

S7、真空釬焊：首先升溫至700℃，保溫20min，然后調(diào)整溫度至1140℃，保溫1.5h釬焊，隨爐冷至850℃，然后充1150mbar氬氣冷至75℃出爐，整個(gè)釬焊升溫、保溫過(guò)程中真空壓力小于8.0*10^-2Pa，升溫速率均為12.5℃/min；

S8、型面加工：對(duì)釬焊后鈷基高溫合金零部件的修復(fù)部位進(jìn)行打磨修型，使修復(fù)部位的型面尺寸恢復(fù)到修復(fù)前的尺寸；

S9、焊后檢查：修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件進(jìn)行X光、熒光檢查，若符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)即修復(fù)完畢，若不符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，再重復(fù)步驟S1～S8。

對(duì)符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的鈷基高溫合金零部件還包括修復(fù)后葉片長(zhǎng)試考核的步驟：對(duì)修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件隨機(jī)抽取3件進(jìn)行長(zhǎng)期試車試驗(yàn)，長(zhǎng)試后，釬焊修復(fù)區(qū)域均未發(fā)生開裂現(xiàn)象，通過(guò)了長(zhǎng)試考核。

【實(shí)施例3】

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈷基高溫合金零部件故障釬焊修理方法，包括以下步驟：

S1、打磨：用合金打磨頭以1000rpm的速度對(duì)零件故障處進(jìn)行打磨，將缺陷處氧化物全部排除且打磨成“V”形槽，對(duì)于穿透性裂紋缺陷預(yù)留0.2mm的基體；

S2、清洗：對(duì)打磨處用丙酮進(jìn)行清洗，至打磨處無(wú)油、無(wú)臟物及多余物，清洗時(shí)間為30min；

S3、定位片定位：將定位片通過(guò)點(diǎn)焊的方式固定在穿透性裂紋一側(cè)或釬料易漏走部位，以防止釬料熔化時(shí)填充零件不需要釬焊部位；

S4、合金粉末填充：用-100～+325目的混合有粘接劑的合金粉末填充打磨區(qū)之間的間隙，合金粉末的材料與鈷基高溫合金零部件的材料相同或相近，在本實(shí)施例中，合金粉末選用Co25.5Cr10.5Ni7.5W0.5C，粘接劑采用市售的Wall Colmonoy公司的Nicrobraz 500Cement，填充高度超過(guò)鈷基高溫合金零部件表面5mm，粘接劑與合金粉末的重量比為1：24；

S5、釬料填充：在合金粉末上涂敷混合有粘接劑的-100～+325目粉末釬料，在本實(shí)施例中，釬料采用具有良好的潤(rùn)濕性和填縫性能的釬料粉體，例如：Ni3.2B4.5Si，釬料為合金粉末重量比的30%，然后在合金粉末燒結(jié)周圍涂敷止焊劑，止焊劑為VittalAl Braz-stop；

S6、烘干：將準(zhǔn)備好的鈷基高溫合金零部件放入70℃的烘箱中加熱10h；

S7、真空釬焊：首先升溫至600℃，保溫30min，然后調(diào)整溫度至1100℃，保溫2h釬焊，隨爐冷至800℃，然后充1500mbar氬氣冷至50℃出爐，整個(gè)釬焊升溫、保溫過(guò)程中真空壓力小于8.0*10^-2Pa，升溫速率均為5℃/min；

S8、型面加工：對(duì)釬焊后鈷基高溫合金零部件的修復(fù)部位進(jìn)行打磨修型，使修復(fù)部位的型面尺寸恢復(fù)到修復(fù)前的尺寸；

S9、焊后檢查：修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件進(jìn)行X光、熒光檢查，若符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)即修復(fù)完畢，若不符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，再重復(fù)步驟S1～S8。

對(duì)符合釬焊質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的鈷基高溫合金零部件還包括修復(fù)后葉片長(zhǎng)試考核的步驟：對(duì)修復(fù)后的鈷基高溫合金零部件隨機(jī)抽取3件進(jìn)行長(zhǎng)期試車試驗(yàn)，長(zhǎng)試后，釬焊修復(fù)區(qū)域均未發(fā)生開裂現(xiàn)象，通過(guò)了長(zhǎng)試考核。