本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)零部件修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法。
背景技術(shù)：
為改善航空發(fā)動機(jī)零部件工作環(huán)境、提高零部件性能，在航空發(fā)動機(jī)零部件表面采用熱噴涂方法涂覆了一層具有特定功能的涂層，如耐磨損涂層、封嚴(yán)涂層、耐熱抗氧化涂層、抗大氣和浸漬腐蝕涂層、恢復(fù)尺寸涂層等。隨著航空發(fā)動機(jī)性能的不斷提升，各類熱噴涂涂層在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛。
航空發(fā)動機(jī)服役環(huán)境惡劣，零部件長期在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、燃?xì)飧g等惡劣環(huán)境下工作，易產(chǎn)生各類故障，其更換成本較高，修復(fù)是一個節(jié)約成本的有效方法。航空發(fā)動機(jī)零部件修復(fù)前，必須首先去除熱噴涂涂層，對待修復(fù)部位進(jìn)行修復(fù)后再恢復(fù)熱噴涂涂層，涂層去除質(zhì)量將直接影響修復(fù)質(zhì)量。由于采用熱噴涂技術(shù)，涂層中的金屬氧化物、硫化物經(jīng)過高溫緊密“嵌入”基體材料中，去除非常困難。若涂層去除不徹底，一是會影響修復(fù)區(qū)域組織成分，影響修復(fù)質(zhì)量；二是會降低涂層恢復(fù)時的涂層結(jié)合力等性能，影響制備的涂層質(zhì)量。若涂層去除過度，則會嚴(yán)重影響基體性能，如零部件的裝配間隙等，特別是薄壁件零件。
現(xiàn)有的航空發(fā)動機(jī)零部件涂層去除技術(shù)主要有兩類，一類是機(jī)械去除法，主要為干吹砂、水吹砂和機(jī)械打磨；另一類是化學(xué)去除法，主要為各類酸性溶液浸泡去除涂層。而航空發(fā)動機(jī)零部件因其復(fù)雜的型面、多孔的結(jié)構(gòu)、變化的截面、較薄的尺寸（小于2mm）等特點，機(jī)械去除法存在涂層去除不徹底、涂層去除不均勻、磨料堵塞孔洞、薄壁件過吹、基材去除量大、砂粒粉塵大等問題；化學(xué)去除涂層法一是涂層去除時對非涂層去除面保護(hù)困難；二是存在涂層去除不均勻問題，將增加額外的殘余涂層去除工序，增加航空發(fā)動機(jī)零部件修理周期；三是因清洗溶液中存在硝酸、鉻酸鋇、硫酸、鹽酸等物質(zhì)，易造成人體傷害和環(huán)境污染；四是，易引起基體腐蝕，這是限制化學(xué)法去涂層應(yīng)用的最大的影響因素。航空發(fā)動機(jī)零部件涂層去除過程中，一旦發(fā)生零部件基體腐蝕、過吹等問題，只能做報廢處理。
因此，本發(fā)明提供一種清潔、無損傷、高效的航空發(fā)動機(jī)零部件熱噴涂涂層去除方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決以上技術(shù)問題，提供一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法，適用于去除航空發(fā)動機(jī)零部件上的封嚴(yán)涂層、耐熱抗氧化涂層、尺寸恢復(fù)涂層等。不僅可有效去除各類涂層的面層，對于金屬底層也可有效去除，同時不損傷基體。
為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法，包括以下步驟：
（1）對零部件的非熱噴涂去除面采用熱噴涂保護(hù)膠帶或保護(hù)工裝來進(jìn)行保護(hù)；
（2）將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）在自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的條件下，高壓水射流和超聲波共同作用清洗零部件，所述高壓水射流水壓40-70MPa，超聲波頻率18.5-20.5KHz；
（4）將清洗后零部件吹干，檢查去除效果。
進(jìn)一步地，所述步驟（3）清洗零部件過程中，高壓水射流由機(jī)械手控制操作。
進(jìn)一步地，所述步驟（3）清洗零部件過程中，高壓水射流移動速度5-15mm/s。
進(jìn)一步地，所述步驟（3）清洗零部件過程中，高壓水射流的噴嘴與零部件距離30-60mm。
進(jìn)一步地，所述步驟（3）清洗零部件過程中，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速10-20rpm，高壓水射流的去除角度30°-85°。
檢查涂層的去除效果可以通過將零部件在400-600℃下保溫1-1.5h，冷卻，檢查零部件表面顏色：呈藍(lán)色表明完全去除涂層，若存在其他顏色，則涂層未去除完全。
本發(fā)明以水為介質(zhì)，不添加任何砂粒等磨料，通過特殊的水泵及水路將水增壓至一定值，形成強(qiáng)力承射流，通過裝在機(jī)械手上的一個高速旋轉(zhuǎn)噴嘴進(jìn)行噴射。采用高壓脈沖水射流與超聲波清洗相結(jié)合的方式，在高壓水射流沖擊的同時，增加超聲波振動，在高壓水射流沖擊力和超聲波空泡作用的雙重作用下，快速、清潔、無損的完成航空發(fā)動機(jī)零部件熱噴涂涂層的去除。因增加超聲波振動，因此所使用的水射流壓力范圍在40Mpa-70MPa之間。噴射效果保證涂層能夠被快速、精確地去除。同時因未使用任何磨料，去除過程柔和，不會造成零件表面變形，解決了航空發(fā)動機(jī)零部件在涂層去除過程中易出現(xiàn)磨料磨損、磨料堵塞氣孔、基體去除量大等問題。根據(jù)涂層的類型和厚度，涂層的去除速度范圍為4-75mm/s。
本發(fā)明一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點和優(yōu)異的效果在于：
1.本發(fā)明通過采用機(jī)械手，實現(xiàn)高壓水射流去除涂層過程的自動化，確保對基體無損傷以及涂層去除的均勻性。
2. 涂層去除過程中，工作介質(zhì)為水，無任何化學(xué)物質(zhì)，安全環(huán)保，不會對航空發(fā)動機(jī)零部件、操作人員和環(huán)境造成污染和傷害。
3.本發(fā)明可根據(jù)零部件具體的形狀和材質(zhì)調(diào)整清洗參數(shù)，控制涂層的去除程度，達(dá)到優(yōu)良的涂層去除效果。
4.本發(fā)明去除方法簡單，成本低，去除效果好，對保障航空發(fā)動機(jī)的正常使用具有重要意義。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實施例1
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法，所述零部件為風(fēng)扇機(jī)匣：
（1）采用熱噴涂保護(hù)膠帶保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用自動轉(zhuǎn)盤上的三爪固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）設(shè)定高壓水射流的行動路徑，零部件進(jìn)行圓周轉(zhuǎn)動，高壓水射流由機(jī)械手控制進(jìn)行上下運(yùn)動，然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件，所述高壓水射流水壓45-50MPa，超聲波頻率18.5-19.5KHz，高壓水射流的噴嘴與零部件距離40-50mm，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速12-15rpm，高壓水射流的去除角度30°-85°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干，目視檢查涂層去除均勻，基體未出現(xiàn)明顯的凹坑，基體清晰可見，涂層去除完全。
實施例2
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法，所述零部件為導(dǎo)向葉片：
（1）采用專用保護(hù)工裝保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）設(shè)定高壓水射流的行動路徑，零部件和高壓水射流聯(lián)動，先去除葉盆處隔熱涂層，再去除葉背處隔熱涂層，最后去除緣板處隔熱涂層；然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件；所述高壓水射流水壓52-60MPa，超聲波頻率19-20.5KHz，高壓水射流的噴嘴與零部件距離30-40mm，高壓水射流移動速度5-8mm/s，高壓水射流的去除角度30°-85°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干，將零部件在500℃下保溫1h，冷卻，零部件表面呈藍(lán)色，涂層去除完全。
實施例3
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法：
（1）采用專用保護(hù)工裝保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）通過機(jī)械手操作控制高壓水射流的行動路徑，零部件和高壓水射流聯(lián)動，去除封嚴(yán)涂層；然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件；所述高壓水射流水壓40-50MPa，超聲波頻率18.5-19.5KHz，高壓水射流移動速度5-10mm/s，高壓水射流的噴嘴與零部件距離30-40mm，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速10-15rpm，高壓水射流的去除角度30°-60°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干。
實施例4
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法：
（1）采用專用保護(hù)工裝保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）通過機(jī)械手操作控制高壓水射流的行動路徑，零部件和高壓水射流聯(lián)動，先去除葉盆處隔熱涂層，再去除葉背處隔熱涂層，最后去除緣板處隔熱涂層；然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件；所述高壓水射流水壓60-70MPa，超聲波頻率19.5-20.5KHz，高壓水射流移動速度10-15mm/s，高壓水射流的噴嘴與零部件距離50-60mm，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速15-20rpm，高壓水射流的去除角度30°-85°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干，將零部件在600℃下保溫1 h，冷卻，零部件表面呈藍(lán)色，涂層去除完全。
實施例5
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法：
（1）采用專用保護(hù)工裝保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）通過機(jī)械手操作控制高壓水射流的行動路徑，零部件和高壓水射流聯(lián)動，去除耐熱抗氧化涂層；然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件；所述高壓水射流水壓40-50MPa，超聲波頻率18.5-19.5KHz，高壓水射流移動速度5-10mm/s，高壓水射流的噴嘴與零部件距離30-45mm，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速10-20rpm，高壓水射流的去除角度30°-70°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干。
實施例6
一種航空發(fā)動機(jī)零部件涂層的去除方法：
（1）采用專用保護(hù)工裝保護(hù)零部件的非熱噴涂去除面；
（2）使用固定夾具將零部件固定在自動轉(zhuǎn)盤上；
（3）通過機(jī)械手操作控制高壓水射流的行動路徑，零部件和高壓水射流聯(lián)動，去除尺寸恢復(fù)涂層；然后在高壓水射流和超聲波的共同作用下清洗零部件；所述高壓水射流水壓45-60MPa，超聲波頻率18.5-19.5KHz，高壓水射流移動速度8-15mm/s，高壓水射流的噴嘴與零部件距離35-45mm，自動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速15-20rpm，高壓水射流的去除角度30°-75°；
（4）采用0.3MPa的壓縮空氣將清洗后零部件吹干。
不同的零部件材料和涂層，其基體強(qiáng)度和涂層結(jié)合力各不相同，涂層結(jié)合力越高，基體強(qiáng)度越好，使用的高壓水射流的壓力越大、距離越短、移動速度越慢。在實際的熱噴涂涂層去除過程中，可根據(jù)需要調(diào)整參數(shù)，控制熱噴涂涂層去除程度，達(dá)到較好的熱噴涂涂層去除結(jié)果。采用高壓水射流去除航空發(fā)動機(jī)零部件熱噴涂涂層，不僅可有效解決機(jī)械去除法和化學(xué)去除法去除涂層過程中易出現(xiàn)基體損傷、基體腐蝕、涂層去除不均勻等問題，同時還可解決化學(xué)法去除過程中產(chǎn)生的各類環(huán)境污染和人體傷害，是一種清潔、無損傷、環(huán)保的熱噴涂涂層去除方法。