[发明专利]一种抗热蚀性渗层的K002合金持久夹具的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗热蚀性渗层的K002合金持久夹具的制备方法，首先设计高温持久夹具结构形式：根据高温持久试验机拉杆结构和试样类型确定夹具结构形式；其次绘制夹具形状尺寸图：根据高温加热炉均热带要求设计夹具尺寸并绘制夹具形状尺寸图；再次加工高温持久夹具：根据夹具尺寸图铸造加工K002合金持久夹具；最后对高温持久夹具进行渗铝工艺处理。本发明能够提高K002合金夹具在高温下的抗氧化性，防止夹具与试样发生粘结，依此提高持久试验夹具使用寿命，使K002合金持久夹具在1040℃长时使用时间提高到1000小时。

技术领域

本发明属于金属高温持久性能试验领域，具体涉及一种抗热蚀性渗层的K002合金持久夹具的制备方法，用于高温持久性能检测中试样与试验机连接装配。

背景技术

持久性能检测作为航空发动机高温部件的必检项目，其试验周期长、温度高等均影响着试验辅助装备(持久夹具)的使用寿命；高温长时持久试验易造成夹具出现严重氧化现象或与试样粘结现象，影响试验加载过程同轴度不满足试验要求，同时试样与夹具粘接紧密，无法拆卸，最终造成试验失效、夹具报废。目前在850～1040℃条件下进行高温持久试验，其夹具的有效使用寿命约为500小时，不能满足航空发动机用材料日益发展的需要，造成科研持久试验的不连续性或影响生产持久性能检验的时效性。

发明内容

本发明提供了一种抗热蚀性渗层的K002合金持久夹具的制备方法，以克服现有技术存在的问题，本发明能够提高K002合金夹具在高温下的抗氧化性，防止夹具与试样发生粘结，依此提高持久试验夹具使用寿命，使K002合金持久夹具在1040℃长时使用时间提高到1000小时。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗热蚀性渗层的K002合金持久夹具的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：设计高温持久夹具结构形式：根据高温持久试验机拉杆结构和试样类型确定夹具结构形式；

步骤2：绘制夹具形状尺寸图：根据高温加热炉均热带要求设计夹具尺寸并绘制夹具形状尺寸图；

步骤3：加工高温持久夹具：根据夹具尺寸图铸造加工K002合金持久夹具；

步骤4：对高温持久夹具进行渗铝工艺处理。

进一步地，步骤2中夹具尺寸保证试样安装至高温炉内中部均热区。

进一步地，步骤4中采用非接触式扩散气相渗铝工艺对高温夹具进行处理。

进一步地，所述渗铝工艺具体包括以下步骤：

步骤4.1：配制渗剂并混合均匀，同时清理高温夹具表面及螺纹孔和气孔；

步骤4.2：将高温夹具装炉，使渗剂在下，高温夹具在上；

步骤4.3：对炉内进行抽真空；

步骤4.4：进行气相渗铝；

步骤4.5：随炉冷却至设定温度，随后排气空冷出炉。

进一步地，步骤4.1中渗剂采用铁铝粉和氯化铵的混合物，且铁铝粉和氯化铵的质量比为50:1。

进一步地，步骤4.1中采用吹砂处理清理高温夹具表面及螺纹孔和气孔，具体工艺如下：将夹具安装在除砂箱内，采用120-220目氧化铝，在风压≤0.3MPa条件下撞击夹具表面及螺纹孔和气孔，除去其表面油污和残留物。

进一步地，步骤4.3中抽真空至炉内压力达到-0.1MPa。

进一步地，步骤4.4中气相渗铝温度为980℃，保温时间为8h。