气体爆炸喷涂修复航空燃气轮机涡轮叶片

2016-11-02 1499

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     航空燃气轮机涡轮叶片防振翼缘在工作时常因腐蚀磨损和一定的冲击载荷共同作用下而失效。现有一批失效的涡轮叶片,其防振翼缘处磨耗深度约250υ m,请选择合适的喷涂材料与工艺对叶片进行修复强化。

    1)喷涂材料
    针对航空燃气轮机涡轮叶片的工作条件与失效机理,选用具有良好抗磨蚀性能、强韧性匹配较好的80WC-20Co喷涂粉末、
    2) 喷涂方法 
    由Co-WC二元相图可知,1340 ℃时,存在γ+WC低共溶混合物(γ相为W和C在Co中的固溶体)。WC的分解温度为2775 ℃  、W2C熔点2800℃,因此,在喷涂碳化钨基涂层时,碳化钨会发生分解、氧化。在600℃~2000℃范围内,C和W均会氧化,生成CO2、WO3.由于C的损失,将对涂层产生不利影响。正是由于上述原因,采用气体爆炸喷涂制备碳化钨涂层的性能优于等离子涂层。因此,优先采用气体爆炸喷涂方法进行喷涂。
     3)喷涂工艺
     (1) 预加工。对防振翼缘处磨耗部位进行加工,深度300υm。
     (2)喷砂。采用粒度20目~40目的刚玉砂对加工部位进行喷砂,其他部位遮盖处理,喷砂后应马上喷涂。
     (3)喷涂。工艺参数如下:
     C2H2:HO2=1.1:1.2
     氧气压力0.4MPa;乙炔0.15MPa
     爆燃频率:4次/s、   、
     粉料喷涂速度:3.6kg/h~4.2kg/h
     喷涂时间:15min
     涂层厚度:350NiCr/Cr3C2
    (4)后加工。金刚石研磨;表面粗糙度Ra:0.63υm.
    (5)涂层性能。涂层硬度HV950~1100;结合强度60MPa;孔隙率< 1%。
    (6)使用效果。在叶片防振翼缘处喷涂80WC-20Co涂层,叶片寿命提高3倍。