[发明专利]去除铜镍/铝石墨复合封严涂层材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于带CuNi/AlCg封严涂层零件的制造和修理领域的热喷涂层去除技术，特别是涉及航空发动机零部件专用封严涂层的去除技术。

背景技术

铜镍/铝石墨（CuNi/AlCg）封严涂层是一种组分复杂的新型热喷涂层材料，热喷涂封严涂层是实现压气机、涡轮机等转动部件气路，径向间隙封严控制，可减低单位耗油率的关键材料。典型的发动机高压涡轮叶尖间隙若平均减少0.254mm，涡轮效率就可提高约1%；如果涡轮径向间隙增加0.127mm单位耗油率约增0.5%，如果压气机径向间隙增加0.076mm，单位耗油率约增大1%。这使得从复合材料思维出发的涂层技术在发动机中获得越来越多的使用。

封严涂层通常由一定比例的金属相和具有自润滑作用的非金属相组成。封严涂层大多选用复合材料，主要成分是金属相、非金属相和孔隙。其中金属相具有可喷涂性、结合强度、抗冲蚀性等性能，常用的有镍、钴、铜、铝等及其合金。非金属相提供减磨、抗黏着和自润滑性能，如石墨、聚苯酯、硅藻土等。这些新型的热喷涂层对控制压气机的径向间隙、减低单位耗油率、隔热、封严、耐磨等具有重要作用。因为，作为发动机的重要技术之一，封严涂层可改善飞机燃气轮机中旋转与固定部件之间的密封性，显著提高发动机的性能。但热喷涂层在使用中会出现磨损、掉块等故障而导致性能下降，必须重新修复，这些带故障的热喷涂层必须先去除干净后，再以等离子喷涂法重新喷涂新涂层，以满足发动机下一个寿命周期的使用。

铜铝/镍石墨复合封严热喷涂层是由厚度约1.0～1.1mm的Cu-Al/Ni-Cg涂层面层和厚度0.1㎜～0.2㎜的Ni-Al底层构成的双层结构结合体。镍铝底层和铜镍铝石墨面层，均是以等离子喷涂方法制备的。镍铝底涂层与Cu-Al/Ni-Cg面层涂层之间、镍铝Ni-Al底层涂层与基体之间结合牢固强度大于20MPa。涂层较厚，涂层去除难度大，实际零件底层和面层厚度可达1.3㎜。实际生产中，多采用去除效果差、工作效率不高、劳动强度大、易损伤零件基体的喷砂、车削等机械法去除。这些方法的致命缺陷是易造成零件报废，甚至更大损失。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处和涂层去除难的技术问题，提供一种去除效率高，效果好，可操作性强，成本低，且不腐蚀和损伤零件基体，经济适用的化学法去除技术，并能达到一次性快速去除涂层的方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种去除铜镍/铝石墨复合封严涂层材料的方法，其特征在于包括如下步骤：

1.工件清洗：采用电化学除油或化学除油→热水清洗→冷水清洗，有机溶剂清洗除油工件；

2.Cu-Al/Ni-Cg涂层面层去除：将工件放入采用体积浓度为200mL/L～600mL/L，d=1.42的硝酸溶液的除涂层槽中，在室温10℃～35℃下，用6min～40min的时间，酸洗除Cu-Al/Ni-Cg涂层面层；

3.Ni-Al底层去除：将上述去除了涂层面层的工件，放入配制浓度为450mL/L的200mL/L～600mL/L的硝酸溶液中，在在10℃～65℃下用30min～90min时间，酸洗除底层Ni-Al；

4.冷水洗工件，再采用30g/L～50g/L的碳酸钠溶液碱洗槽，中和工件表面残余酸液，通过冷、热水洗槽冷水洗→热水洗压→缩空气吹干→除氢工序，然后对剩余少量的Cu-Al/Ni-Cg涂层，在工件喷涂热喷涂封严涂层前，经喷砂处理去除。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明针对发动机零组件表面损伤的CuNi/AlCg封严涂层去除难题，采用化学法一次性将双层结构的铜镍铝石墨封严涂层去除，取代传统的机械去除方法，去除效率高，效果好，不腐蚀和损伤零件基体，设备和人员等要求不高，工艺操作方便、实用、成本低，可操作性强，稳定可靠。经工艺试验和实际应用证明效果很好，可应用于制造和修理领域内不锈钢、高温合金、钛合金基体零部件表面的铜镍铝石墨封严涂层去除，可为重新修复零部件表面的涂层和恢复性能作好技术准。