[发明专利]一种保证焊接式闭式叶轮焊后硬度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保证焊接式闭式叶轮焊后硬度的方法，该闭式叶轮材料一般为铝合金，要求硬度一般为：HB≥100。

背景技术

闭式叶轮作为透平(Turbine)机械的关键部件，如：离心机整体叶轮、舰船用喷水推进器叶轮等。广泛地用于航空、航天(液体火箭泵)、航海、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等领域，其质量直接影响其空气动力性能和机械效率。

闭式叶轮目前的加工方式有三种：

1、整体铸造成型，零件材料组织较为疏松，强度较差，承载能力较低；

2、直接机械加工成型，采用圆柱形棒料机械加工成型，制造技术难度大，该类叶轮对叶轮结构有一定的局限性，如流道不宜过窄、叶片扭曲率不能过大等，否则刀具无法进入，自然就无法进行切削加工；

3、焊接成型，焊接成型是目前闭式叶轮加工的主要手段之一，它受叶片、流道宽窄的影响较小，该方法焊接流道宽度最窄可达0.6mm的闭式叶轮。焊接方式主要采用的是盐浴钎焊，而该方式焊接的叶轮往往会对材料的硬度有一定的影响，焊后难以保证材料原有的硬度值。

以往盐浴钎焊后零件材料的硬度值都是通过热处理：淬火——回火——时效来保证的，采用这种方法，零件的加工质量难以控制，如淬火容易造成零件材料出现裂纹或出现脱焊现象，另外零件的加工周期长、成本高，难以满足目前军工产品高速发展的需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种更简单、经济、高效的盐浴钎焊后材料硬度值的保证方法，无需进行热处理就可以直接保证组件硬度，即零件钎焊后通过合理地控制人工时效的温度和时间就可以直接保证组件的硬度要求。

本发明是这样实现的：

铝合金闭式叶轮在进行常规机械加工和焊接之后，将零件从盐浴炉中取出，在2分钟之内，放入100℃的沸水中进行炸盐处理，时间控制在30分钟～50分钟，然后在160℃～180℃温度条件下进行10～12小时人工时效，使铝合金闭式叶轮的焊接后硬度HB≥100。

具体实施例

以某涡轮冷却器上闭式叶轮的加工为例，该叶轮在未采用本发明所述方法处理时，在盐浴钎焊后采用热处理的方式来达到组件的硬度要求，但是在实际过程中，第一次热处理后发现叶轮硬度未达到要求，其HB≤100，于是进行了第二次热处理，第二次热处理后，发现叶轮材料出现了裂纹。为了解决上述问题，采用本发明所述保证焊接式闭式叶轮焊后硬度的方法，将某涡轮冷却器上的铝合金闭式叶轮进行常规机械加工和焊接之后，零件从盐浴炉中取出，在2分钟内放入100℃的沸水中进行炸盐处理30分钟，然后将盐渣析出干净后直接进行人工时效，在160℃温度条件下进行12小时人工时效，经检验，铝合金闭式叶轮硬度得到了很好的保证，HB≥100。

采用本发明所述保证焊接式闭式叶轮焊后硬度的方法，经过近10批的加工验证，叶轮材料未出现过裂纹。