一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液及化銑方法
2023-05-04 15:42:06 2
專利名稱：：一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液及化銑方法
技術領域：
：本發明涉及熱加工領域，具體是一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液及化銑方法
背景技術：
：航空發動機葉片大部分都是鍛造加工出毛坯的，鍛造工藝的優劣決定後續機加工的效率、質量、成本等。隨著航空工業的飛速發展，優質材料的大量使用，發動機要求數量的不斷增加，使得提高鍛造工藝水平顯得尤為重要。葉片精鍛工藝可以有效的縮短加工時間，節約材料，降低生產成本，保證產品質量和數量。在精鍛整個工藝環節中，零件的尺寸化銑是一個關鍵的環節，決定了精鍛工藝的成敗。—般金屬材料如馬氏體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼的化銑工藝比較普及，溶液和工藝明確，但高溫合金化銑溶液和工藝一直存在溶液不具體和工藝不完善，且使用溫度在50°C以上，有害氣體揮發嚴重的問題。針對高溫合金(GH4169)葉片精鍛化銑溶液和化銑工藝，國內未做研究。國外由於保密原因，無法查到。
發明內容為克服現有技術中存在的溶液不具體和工藝不完善，使用中有害氣體揮發嚴重的不足，本發明提出了一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液及化銑方法。本發明提出的高溫合金葉片精鍛化銑溶液包括含量為55-75g/L的鹽酸、含量為100-135g/L的硝酸和含量為400-500g/L的三氯化鐵，其餘為水。標準的一升溶液配製如下先在容器中加入少量的水，取57mL比重為1.14的鹽酸、78mL比重1.5硝酸倒入水中，並攪拌均勻；稱取450g的三氯化鐵加入，最後加水至一升。溶液的使用溫度為40-50°C，金屬去除時間按去除量控制，去除速率為0.02-0.05mm/min。溶液使用時要連續不斷的進行攪拌。本發明還提出了一種高溫合金葉片精鍛化銑方法，其具體步驟如下步驟l，尺寸分組用電感量儀測量零件的葉身尺寸，確定單面去除量。步驟2，除油採用水基清洗劑在溫度為50-70°C，浸泡時間為20-30min。步驟3，熱水洗水溫為溫度60-8(TC，浸泡清洗時間為l-3min。步驟4，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟5，活化採用250-450g/L鹽酸對零件表面進行活化；鹽酸溫度為室溫，浸泡腐蝕1-1.5min。步驟6，化銑將零件放在轉速為每分鐘30轉的塑料滾筒中，將塑料滾筒中放入配置好的化銑溶液中，在空氣攪拌的狀態下進行化銑1220min。化銑溶液的溫度保持在4050°C。步驟7，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟8，除掛灰將零件置於150g/L的硝酸和40g/L的氫氟酸溶液中浸泡lmin去除掛灰。浸泡溶液為室溫。步驟9，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟10，中和在50g/L的碳酸鈉溶液中浸泡2min。浸泡溶液為室溫。步驟ll，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟12，熱水洗水溫為8(TC，浸泡清洗時間為2min。步驟13，乾燥用乾淨的壓縮空氣吹乾零件。步驟14，測量尺寸用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量剩餘為0.lmm。步驟15，重複化銑重複5-14工步，再次對零件進行活化、化銑、除掛灰、中和及相應的清洗工步，最後乾燥，並測量尺寸，直至化銑後的尺寸滿足去除量。重複化銑時間為07min;活化、除掛灰、中和及相應的清洗的參數不變。步驟16，恢復性能幹吹砂，將每個零件表面均勻的吹一遍，達到無光澤表面。幹吹砂的介質為180目氧化鋁，幹吹砂的壓力為0.3Mpa，步驟17，檢驗確認尺寸和外觀。經檢測，本發明提出的技術方案的效果為1.晶間腐蝕GH4169化銑後的表面狀態tableseeoriginaldocumentpage43.疲勞性能試驗條件軸向加載，室溫，R=0.06，正弦波，試驗頻率165-185Hz試驗要求用升降法測定各組試樣在循環5X106時疲勞強度ob及斷裂形貌試驗設備國產JXG-50高頻疲勞試驗機。試樣狀態GH4169A組(10根)未處理的固溶態B組(10根)化銑0.5mmC組(10根)化銑0.5mm+吹砂處理結論及分析tableseeoriginaldocumentpage5在A組和B組，被化銑零件的疲勞性能降低16.5%;經過幹吹砂步驟後，被化銑零件的疲勞性能恢復至95%。試驗證明，本發明對零件疲勞性能的影響小於5%。由於本發明採用鹽酸、硝酸和三氯化鐵配製成的化銑溶液，能夠有效去除金屬，並且所化銑的零件易於清洗。通過在多組工件上實施本發明所提出的技術方案，證明本發明能使化銑的溫度低於50°C，去除材料速率約0.02-0.05mm/min，能夠最低限度的降低了材料的疲勞性能。本發明對材料性能影響小，能有效的去除金屬，並且溶液的使用溫度低於50°C，對環境汙染小，具有操作簡單，安全可靠的特點。具體實施方式實施例一本實施例是一組GH4169精鍛葉片，共20個，要求通過化銑達到去除材料0.5mm。本實施例採用的高溫合金葉片精鍛化銑溶液包括含量為55g/L鹽酸、135g/L硝酸和450g/L的三氯化鐵，其餘為水。一升溶液配製如下先在容器中加入少量的水，取50mL比重為1.14的鹽酸、90mL比重1.5硝酸倒入水中，並攪拌均勻；稱取450g的三氯化鐵加入，最後加水至一升。本實施例對精鍛葉片化銑的具體步驟如下步驟l，尺寸分組用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量為0.5mm。步驟2，除油採用水基清洗劑在溫度為6(TC下浸泡25min。步驟3，熱水洗水溫為60°C，浸泡清洗3min。步驟4，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟5，活化採用300g/L鹽酸，在室溫下浸泡腐蝕lmin步驟6化銑將零件放在轉速為每分鐘30轉的塑料滾筒中，將塑料滾筒中放入配置好的化銑溶液中，在空氣攪拌的狀態下進行化銑20min。化銑溶液的溫度保持在40°C。步驟7，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟8，除掛灰將零件置於150g/L的硝酸和40g/L的氫氟酸溶液中浸泡lmin去除掛灰。浸泡溶液為室溫。步驟9，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟10，中和在50g/L的碳酸鈉溶液中浸泡2min。浸泡溶液為室溫。步驟ll，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟12，熱水洗水溫為80°C，浸泡清洗2min。步驟13，乾燥用乾淨的壓縮空氣吹乾零件。步驟14，測量尺寸用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量剩餘為0.lmm。步驟15，重複化銑重複5-14工步，再次對零件進行活化、化銑、除掛灰、中和及相應的清洗工步，最後乾燥，並測量尺寸，直至化銑後的尺寸滿足去除量。重複化銑時間為5min。步驟16，恢復性能幹吹砂，將每個零件表面均勻的吹一遍，達到無光澤表面。幹吹砂的介質為180目氧化鋁，幹吹砂的壓力為0.3Mpa，步驟17，檢驗確認尺寸和外觀。實施例二本實施例是一組GH4169精鍛葉片，共15個，要求通過化銑達到去除材料0.4mm。本實施例採用的高溫合金葉片精鍛化銑溶液包括含量為75g/L鹽酸、125g/L硝酸和400g/L的三氯化鐵，其餘為水。一升溶液配製如下先在容器中加入少量的水，取65mL比重為1.14的鹽酸、85mL比重1.5硝酸倒入水中，並攪拌均勻；稱取400g的三氯化鐵加入，最後加水至一升。本實施例對精鍛葉片化銑的具體步驟如下步驟l，尺寸分組用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量為0.4mm。步驟2，除油採用水基清洗劑6(TC下浸泡30min步驟3，熱水洗水溫80°C，浸泡清洗時間lmin。步驟4，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟5，活化採用300g/L鹽酸，室溫下浸泡腐蝕lmin。冷水洗浸泡清洗lmin。步驟6，化銑將零件放在轉速為每分鐘30轉的塑料滾筒中，將塑料滾筒中放入配置好的化銑溶液中，在空氣攪拌的狀態下進行化銑12min。化銑溶液的溫度保持在5(TC。步驟7，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟8，除掛灰將零件在室溫下150g/L的硝酸和40g/L的氫氟酸浸泡lmin去除掛灰。步驟9，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟10，中和在50g/L的碳酸鈉溶液中浸泡2min。步驟ll，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟12，熱水洗水溫為80°C，浸泡清洗2min。步驟13，乾燥用乾淨的壓縮空氣吹乾零件。步驟14，測量尺寸用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量剩餘為0.lmm。步驟15，重複化銑重複5-14工步，再次對零件進行活化、化銑、除掛灰、中和及相應的清洗工步，最後乾燥，並測量尺寸，直至化銑後的尺寸滿足去除量。重複化銑時間為7min。步驟16，恢復性能幹吹砂，介質為180目氧化鋁，壓力為O.3Mpa，將每個零件表面均勻的吹一遍，達到無光澤表面。步驟17，檢驗確認尺寸和外觀。實施例三本實施例是一組GH4169精鍛葉片，共15個，要求通過化銑達到去除材料0.3mm。本實施例採用的高溫合金葉片精鍛化銑溶液包括含量為65g/L鹽酸、100g/L硝酸和500g/L的三氯化鐵，其餘為水。一升溶液配製如下先在容器中加入少量的水，取57mL比重為1.14的鹽酸、70mL比重1.5硝酸倒入水中，並攪拌均勻；稱取500g的三氯化鐵加入，最後加水至一升。本實施例對精鍛葉片化銑的具體步驟如下步驟l，尺寸分組用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量為0.3mm。步驟2，除油採用水基清洗劑7(TC下浸泡20min。步驟3，熱水洗水溫70°C，時間2min。步驟4，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟5，活化室溫下在300g/L鹽酸溶液中腐蝕lmin。步驟6，化銑將零件放在轉速為每分鐘30轉的塑料滾筒中，將塑料滾筒中放入配置好的化銑溶液中，在空氣攪拌的狀態下進行化銑15min。化銑溶液的溫度保持在42t:。步驟7，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟8，除掛灰將零件在室溫下150g/L的硝酸和40g/L的氫氟酸浸泡1.5min去除掛灰。步驟9，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟10.中和在50g/L的碳酸鈉溶液中浸泡2分鐘。步驟ll，冷水洗浸泡清洗lmin。步驟12，熱水洗水溫為80°C，浸泡清洗2min。步驟13.乾燥用乾淨的壓縮空氣吹乾零件，步驟14.測量尺寸用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量剩餘為0.005mm。尺寸滿足要求，所以不進行重複化銑工序。步驟15.恢復性能幹吹砂，介質為180目氧化鋁，壓力為0.3Mpa，將每個零件表面均勻的吹一遍，達到無光澤表面。步驟16.檢驗確認尺寸和外觀。權利要求一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液，其特徵在於，所述的高溫合金葉片精鍛化銑溶液包括含量為55-75g/L的鹽酸、含量為100-135g/L的硝酸和含量為400-500g/L的三氯化鐵，其餘為水。2.—種利用權利要求1所述的高溫合金葉片精鍛化銑溶液對高溫合金葉片精鍛化銑方法，其特徵在於，所述的化銑方法包括以下步驟步驟l，尺寸分組用電感量儀測量零件的葉身尺寸，確定單面去除量；步驟2，除油採用水基清洗劑在溫度為50-7(TC，浸泡時間為20-30min;步驟3，熱水洗水溫為溫度60-8(TC，浸泡清洗時間為l-3min;步驟4，冷水洗浸泡清洗lmin;步驟5，活化採用250-450g/L鹽酸對零件表面進行活化；鹽酸溫度為室溫，浸泡腐蝕5min;步驟6，化銑將零件放在轉速為每分鐘30轉的塑料滾筒中，將塑料滾筒中放入配置好的化銑溶液中，在空氣攪拌的狀態下進行化銑1220min;化銑溶液的溫度保持在4050°C;步驟7，冷水洗浸泡清洗lmin;步驟8，除掛灰將零件置於150g/L的硝酸和40g/L的氫氟酸溶液中浸泡lmin去除掛灰；浸泡溶液為室溫；步驟9，冷水洗浸泡清洗lmin;步驟10，中和在50g/L的碳酸鈉溶液中浸泡2min;浸泡溶液為室溫；步驟ll，冷水洗浸泡清洗lmin;步驟12，熱水洗水溫為8(TC，浸泡清洗時間為2min;步驟13，乾燥用乾淨的壓縮空氣吹乾零件；步驟14，測量尺寸用電感量儀測量零件的葉身尺寸，單面去除量剩餘為0.lmm;步驟15，重複化銑重複步驟5-14，再次對零件進行活化、化銑、除掛灰、中和及相應的清洗步驟；最後乾燥，並測量尺寸，直至化銑後的尺寸滿足去除量；重複化銑時間為07min;活化、除掛灰、中和及相應的清洗的參數不變；步驟16，恢復性能幹吹砂，將每個零件表面均勻的吹一遍，達到無光澤表面；幹吹砂的介質為180目氧化鋁，幹吹砂的壓力為0.3Mpa;步驟17，檢驗確認尺寸和外觀。全文摘要一種高溫合金葉片精鍛化銑溶液及化銑方法。採用55-75g/L的鹽酸、100-135g/L的硝酸和400-500g/L的三氯化鐵，與水配製成化銑溶液，通過尺寸分組、除油、熱水洗、活化、化銑、除掛灰、重複化銑和恢復性能，對高溫合金葉片精鍛零件進行化銑。本發明能夠有效去除金屬，並且所化銑的零件易於清洗。本發明化銑的溫度低於50℃，去除材料速率約0.02-0.05mm/min，能夠最低限度的降低了材料的疲勞性能。本發明對材料性能影響小，能有效的去除金屬，並且溶液的使用溫度低，對環境汙染小，具有操作簡單，安全可靠的特點。文檔編號C23F1/02GK101696501SQ20091021866公開日2010年4月21日申請日期2009年10月29日優先權日2009年10月29日發明者劉朝,彭露,袁悅申請人:西安航空動力股份有限公司;