[发明专利]一种发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法

说明书

本发明公开了一种发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法，属于航空发动机修复技术领域，包括：通过清理洁化凹坑损伤区域，利用圆滑顶头的高速旋转和顶锻压力使凹坑损伤区域发生塑性流变，获得圆滑内凹表面，使修复后的表层晶粒组织细化并在表层留存预压应力，然后将顶锻钝圆修复后的凹坑用高结合材料填充以形成平整表面、去除凹坑对表面流线型的干扰。经修复后的凹坑表层组织细化，留有预压应力，有效的提升了抗疲劳性能性，且简单易行，低热输入修复，对叶片凹坑基材几乎无影响。

技术领域

本发明属于航空发动机修复技术领域，涉及一种修复发动机叶盘叶片小范围损伤的方法，尤其是一种发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法。

背景技术

目前，在飞机装备的维修保护，特别是在航空发动机叶片的修复方面没有取得突破性的进展。航空发动机叶片在实际服役过程中容易因杂物冲蚀而形成蚀坑，使叶片端部的厚度减薄，甚至于引起较大的缺口，造成级效率降低，此外由于冲蚀产生的蚀坑造成叶片重量的减少，引起叶片振动特性的改变，加之造成的应力集中会导致叶片在运行中产生裂纹和断裂，因此修复叶片冲蚀形成的蚀坑并提高服役寿命，先需要消除蚀坑的应力集中在进行补修是解决叶片冲蚀问题的关键。

现有的修复技术基本都是通过直接补修冲蚀坑，蚀坑区域组织的应力集中容易引起修复叶片的抗疲劳性能差，在服役过程中容易导致二次损伤，影响了发动机整体的服役寿命。通过顶锻钝圆处理获得细化的损伤表层组织、并通过填充填料，有效缓解或消除蚀坑应力集中、提高修复叶片服役寿命的有效途径。

发明内容

针对当前发动机叶片蚀坑修复缓解或消除应力集中、提升修复叶片抗疲劳性能的关键技术难题，本发明的目的在于提供一种发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法，该方法在修复过程中对叶片基体几乎无影响，修复成本低，修复后使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法，包括：通过清理洁化凹坑损伤区域，利用圆滑顶头的高速旋转和顶锻压力使凹坑损伤区域发生塑性流变，获得圆滑内凹表面，使修复后的表层晶粒组织细化并在表层留存预压应力，然后将顶锻钝圆修复后的凹坑用高结合材料填充以形成平整表面、去除凹坑对表面流线型的干扰。

优选地，在对于不同的类型的凹坑损伤区域，在不扩大损伤的前提下，选择与损伤区域相适应的顶头，在顶锻钝圆修复过程中根据叶片损伤基材选择施加圆滑顶头压强。

优选地，利用圆滑顶头的高速旋转和顶锻压力，通过热力耦合作用使凹坑损伤尖锐区材料产生塑性流变。

优选地，所述的发动机叶盘叶片凹坑尖锐损伤钝圆修复方法，包括以下步骤：

1)清理凹坑损伤区域的可脱落残屑和污染物，去除凹坑损伤区域；

2)根据叶片凹坑损伤所在位置，找到对应圆滑顶头位置的叶片背面支撑位置，支撑点或支撑区域的最大包络线或包络面将圆滑顶头位置在面内方向上包围在内；

3)利用圆滑顶头连续处理凹坑损伤尖锐区，将凹坑损伤区处理为圆滑内凹表面；

4)去除凹坑周围的飞边、杂质与污染物；

5)对修复后叶片进行后处理，并去除余量，得到型面精度满足需要的叶片。

进一步优选地，步骤1)中，选择非损伤性清洗剂清理损伤区域或者用超声波清洗处理10～30min。

进一步优选地，所述圆滑顶头是轴对称结构回转体，其对称轴与顶头压力作用线重合。

进一步优选地，所述圆滑顶头横截面最大直径为凹坑损伤区外接圆半径的1.2～3倍。

进一步优选地，所述圆滑顶头和凹坑损伤尖锐区之间为点接触或面接触，且圆滑顶头施加的压强大于修复温度下材料的抗压强度。