[发明专利]一种燃机单晶高温合金涡轮转子叶片叶尖修复方法

权利要求书

1.一种燃机单晶高温合金涡轮转子叶片叶尖修复方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1，叶片的检查与记录：检查叶片的裂纹、磨损、烧蚀、凹坑等缺陷类型、数量、大小和位置并记录；

步骤2，叶片的尺寸检查、流量测试及称重：采用三维光学扫描仪或三坐标测量仪逐件对叶片进行扫描或检测，记录叶尖尺寸偏差；测量每件叶片、每个冷却通道流量，修理前的叶片流量满足7±1L/min要求，如不满足则需要检查气膜孔是否堵塞，堵塞则需要疏通；

步骤3，吹砂与清洗：

步骤3.1，采用60～120目石英砂或刚玉砂对单晶叶片表面进行干粉吹砂处理，去表面的积碳层及氧化膜，直至表面积碳及氧化膜全部去除，同一个部位吹砂时间不超过1min，叶片吹砂后用压缩空气清除叶片表面砂尘，检查外观；

步骤3.2，将叶片浸入3％～5％水基除油剂(质量比)的水溶液中，用超声波清洗机清洗5min～10min，随后用流动冷水冲洗干净；

步骤3.3，将清洗后的叶片置于干燥箱中烘干，烘干温度为60℃～100℃，烘干过程时间为20min～60min；

步骤4：去除叶片涂层；

步骤4.1，用毛刷将保护剂涂抹在没有涂层的叶片榫头部分；

步骤4.2，将叶片浸入加入缓蚀剂的酸性溶液，每隔10min检查叶片表面涂层脱落情况，脱落完全后使用碱性溶液中和处理，然后用流水冲洗并吹干；

步骤4.3，最后将单晶叶片置于干燥箱中烘干，温度60℃～100℃，时长30min～60min；

步骤4.4，使用丙酮去榫头除保护剂，再采用60～120目石英砂或刚玉砂对单晶叶片表面进行干粉吹砂处理；

步骤5：缺陷检查：采用3～5倍放大镜检查叶片表面并按HB/Z61进行荧光检查，标记裂纹、长度和位置；对叶尖及相邻高出盖板1mm翼型面部位出现裂纹、烧蚀等允许补焊修复，其余位置有裂纹则报废，在堆焊前对待堆焊区域进行打磨处理；

步骤6：叶尖堆焊：

步骤6.1，使用榫头水冷固定工装，其兼顾机加、检测工装，对单晶叶片榫头进行抽插式固定，且榫头水冷固定工装内流道水流量5-10L/min，叶尖处使用具有随形铜管线圈的感应加热装置进行加热，线圈距离叶尖处距离5-10mm，叶尖处的温度450～550℃；

步骤6.2，预热到温后5-10s进行氩弧焊堆焊，设备使用直流快频次脉冲焊机，钨极直径1.2mm-1.6mm，喷嘴直径8mm，焊接模式：快频次脉冲模式，快频电流20～30A，频率f＝20000Hz，主电流＝30A，持续时间0.1s，副电流10A，持续时间0.01～0.05s，氩气流量10L/min～12L/min；叶片叶尖宽度0.8～2.0mm，叶尖缺损高度1～2mm，堆焊高度3～4mm；堆焊后，先关闭水流，再将感应加热装置温度控制20℃/min降低，降低至100℃关闭感应加热装置；

步骤7，去应力退火：使用真空热处理炉，在真空度优于10Pa的条件下开始加热，加热至950-1050℃，保温1h，氩气快冷至室温；

步骤8，对叶尖堆焊处及附近区域进行无损检测，包括目视检测、X射线检测、荧光检测；如不合格即返回步骤六进行补焊，直至叶尖堆焊部位无缺陷，同一堆焊处补焊不超过3次

步骤9，叶尖型面加工：使用工装对叶片进行固定及定位，然后使用数控机床按照叶片的数模对堆焊后的叶片叶尖进行机加，叶尖两侧留0.2mm余量；机械加工后使用锉刀、油石等工具对叶尖进行抛修，最终加工后的叶尖型面应与原始翼型面部位平滑光顺；

步骤10，恢复涂层：对叶片表面进行涂层恢复，涂层厚度30-70μm；

步骤11，终检：包括目视检查、尺寸检查、称重检查、流量检查、荧光检查。

2.根据权利要求1所述的一种燃机单晶高温合金涡轮转子叶片叶尖修复方法，其特征在于：在步骤6中，叶片材质为DD5单晶，焊丝为定向凝固高温合金，其成分：C 0.08-0.15,Cr6.00-7.50，Co 11.00-12.00，W 4.50-5.00，Mo 1.00-2.00，Al 5.00-6.00，Ta 6.00-6.50，2.50-3.50,Re 2.5-3.5，Hf 1.3-1.7，B 0.01-0.02，Ni 60.00-65.00。