一種汽輪機(jī)葉片及其表面預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電鍍鎳領(lǐng)域，涉及一種汽輪機(jī)葉片及其表面預(yù)處理方法，尤其涉及一種在釬焊司太立合金片前經(jīng)表面預(yù)處理得到的汽輪機(jī)葉片及其表面預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機(jī)葉片高速運(yùn)行過程中因水汽等物質(zhì)的存在會產(chǎn)生水蝕破壞，因此，汽輪機(jī)末級和次末級葉片往往需要釬焊一條具有良好耐水蝕性能的司太立合金片減緩葉片的水蝕破壞。
[0003]釬焊是將葉片待釬焊區(qū)域局部以及司太立合金片進(jìn)行加熱，連接本體與合金片的釬料熔化后發(fā)生流動并充分填充本體與合金片之間的間隙，冷卻后將合金片連接于本體之上完成合金片的釬焊。由于合金片一般均為長條形非規(guī)則結(jié)構(gòu)，合金片與本體的貼合面積大，合金片為非規(guī)則形狀，很容易導(dǎo)致銀焊料的流動不暢而引起貼合不良而造成釬焊不合格。有些葉片在設(shè)計(jì)時，要求釬焊前將合金槽進(jìn)行電鍍處理，由于鎳層的存在，提高了熔融釬料的潤濕性能，增加釬料熔化后的釬料的流動性，同時由于鎳層的存在，減少了釬焊加熱時氧化物對熔融釬料的污染。傳統(tǒng)的電鍍鎳工藝一般為裝飾性功能的電鍍工藝，對電鍍層無結(jié)合力的要求，對于鎳層經(jīng)高溫處理后仍然需要具備較高的結(jié)合強(qiáng)度的電鍍工藝更是少之又少;且汽輪機(jī)葉片材料一般為馬氏體沉淀硬化不銹鋼，該材料在酸性條件下，會迅速產(chǎn)生一層薄薄的鈍化膜，在這種材料下進(jìn)行電鍍時，常常因?yàn)殡婂兩湘囁俣嚷沟面噷痈街诳焖傩纬傻拟g化膜表面，影響鎳層的結(jié)合力性能。
[0004]因此，在這樣的技術(shù)背景下，亟需開發(fā)出一種適用于汽輪機(jī)葉片鋼材料的電鍍純鎳工藝，使其不僅能滿足葉片對于電鍍純鎳厚度的要求，而且還能滿足鎳層經(jīng)受600?800°C高溫后不發(fā)生剝落和起皮等問題，以及結(jié)合力符合IS02819的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種在釬焊司太立合金片前經(jīng)表面預(yù)處理得到的汽輪機(jī)葉片及其表面預(yù)處理方法。本發(fā)明通過預(yù)處理、沖擊鍍鎳以及主鍍鎳處理對汽輪機(jī)葉片進(jìn)行預(yù)處理，可在汽輪機(jī)葉片表面得到一層厚度達(dá)5?150μπι的鍍層，其具有優(yōu)良的結(jié)合力，尤其是在經(jīng)受600?800°C高溫后仍然可以保持較好的結(jié)合力，并且不會現(xiàn)開裂、剝落以及起皮等現(xiàn)象。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)葉片表面預(yù)處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0008](1)對葉片表面進(jìn)行鍍前處理；
[0009 ] (2)在經(jīng)過鍍前處理的葉片表面進(jìn)行沖擊鍍鎳打底；
[0010](3)在經(jīng)過沖擊鍍鎳打底的葉片表面進(jìn)行主鍍鎳增厚處理，然后經(jīng)清洗、吹干和毛化處理得到所需葉片。
[0011]以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述葉片為馬氏體沉淀硬化不銹鋼材料。
[0013]其中，馬氏體沉淀硬化不銹鋼材料可為0Crl7Ni4Cu4Ni和X4CrNiMoCul4_5等材料，該材料被加工成汽輪機(jī)末級或次末級動葉片，葉片上帶有釬焊合金槽。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(1)對葉片表面進(jìn)行鍍前處理為對葉片表面的待電鍍區(qū)域和非電鍍區(qū)域進(jìn)行鍍前處理。
[0015]優(yōu)選地，對葉片表面的待電鍍區(qū)域進(jìn)行鍍前處理為:對葉片表面的待電鍍區(qū)域依次進(jìn)行毛化處理、除油處理、酸洗處理和清洗處理。
[0016]其中，對葉片表面進(jìn)行毛化處理，是為了增加電鍍純鎳的結(jié)合力；除油處理是為了去除葉片表面機(jī)械加工過程中殘留下的油脂等污染物，為電鍍提供清潔的待鍍表面;酸洗處理是為了去除工件表面的氧化皮和氧化膜;清洗處理是為了將經(jīng)過酸洗后的葉片表面清洗干凈。
[0017]優(yōu)選地，對葉片表面的非電鍍區(qū)域進(jìn)行鍍前處理為:對葉片表面非電鍍區(qū)域進(jìn)行保護(hù)和遮蔽。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述毛化處理為:用百潔布、砂紙或紗布中任意一種或至少兩種的組合對待電鍍區(qū)域表面進(jìn)行毛化。
[0019]優(yōu)選地，所述毛化處理后葉片表面的粗糙度為Ru0.8?6.4μπι，例如Ru0.8ym、Rul.0μπι>Ru 1.5um>Ru2.0um>Ru2.5um>Ru3.0um>Ru3.5um>Ru4.0um>Ru4.5um>Ru5.0um>Ru5.5wn、Ru6.Ομπι 或 Ru6.4μπι 等。
[0020]優(yōu)選地，所述除油處理包括化學(xué)除油和電解除油。
[0021]優(yōu)選地，所述化學(xué)除油為:用堿性溶液或除油粉水溶液對葉片表面進(jìn)行化學(xué)除油。
[0022]優(yōu)選地，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或氫氧化鈣溶液中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液的組合，碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的組合，碳酸氫鈉溶液和氫氧化鈣溶液的組合，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的組合，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液和氫氧化1丐溶液的組合等。
[0023]優(yōu)選地，所述堿性溶液的濃度為30?50g/L，例如30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或50g/L 等。
[0024]優(yōu)選地，所述堿性溶液或除油粉水溶液的溫度為50?60°C，例如50°C、51°C、52°C、53°C、54°C、55°C、56°C、57°C、58°C、59°C 或 60°C 等，進(jìn)一步優(yōu)選為 55°C。
[0025]優(yōu)選地，所述化學(xué)除油的時間為3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進(jìn)一步優(yōu)選為4?6min。
[0026]優(yōu)選地，所述電解除油為:將經(jīng)過化學(xué)除油的葉片進(jìn)行清洗，然后用電解液對經(jīng)過清洗后的葉片進(jìn)行電解除油。
[0027]其中，將經(jīng)過化學(xué)除油的葉片進(jìn)行清洗為兩道水洗，但不限于兩道水洗，主要是以將工件表面的殘留溶液清洗干凈為目的。
[0028]優(yōu)選地，所述電解液為氫氧化鈉和磷酸鈉的混合溶液。
[0029]優(yōu)選地，所述電解液中氫氧化鈉的濃度為40?80g/L，例如40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L 或 80g/L 等，磷酸鈉的濃度為 20 ?40g/L，例如 20g/L、25g/L、30g/L、35g/L 或 40g/L 等。
[0030]優(yōu)選地，所述電解液的pH值為12?16，例如12、13、14、15或16等，進(jìn)一步優(yōu)選為14。
[0031]優(yōu)選地，所述電解液的溫度為40?60°C，例如40°C、43°C、45°C、47°C、50°C、53°C、55°C、57°C或60°C等，進(jìn)一步優(yōu)選為50°C。
[0032]優(yōu)選地，所述電解除油的電壓為2?5V，例如2V、3V、4V或5V等，進(jìn)一步優(yōu)選為3V。
[0033]優(yōu)選地，所述電解除油的時間為3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進(jìn)一步優(yōu)選為4?6min。
[0034]經(jīng)除油處理徹底除油后的表面可以提高鍍層與本體的結(jié)合強(qiáng)度。
[0035]優(yōu)選地，所述酸洗處理為:將經(jīng)過除油處理的葉片進(jìn)行清洗后，用酸性溶液進(jìn)行酸洗處理。
[0036]其中，經(jīng)過除油處理的葉片進(jìn)行清洗是為了將電解除油后的表面的殘留溶液清洗干凈。
[0037]優(yōu)選地，所述酸性溶液為鹽酸溶液。
[0038]優(yōu)選地，所述酸洗時間為2?8111；[11，例如2111；[11、3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進(jìn)一步優(yōu)選為3?4min。
[0039]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟(2)在經(jīng)過鍍前處理的葉片表面進(jìn)行沖擊鍍鎳打底前對葉片表面的待電鍍區(qū)域進(jìn)行活化處理。
[0040]優(yōu)選地，所述活化處理為:在15?30°C下(即室溫)用濃度為20?30g/L的酸性溶液對葉片表面的待電鍍區(qū)域進(jìn)行活化處理，其中酸性溶液的濃度可為20g/L、23g/L、25g/L、27g/L 或 30g/L 等。
[0041 ]優(yōu)選地，所述