[发明专利]一种发动机中介机匣内壁磨损修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机修理领域，特别提供了一种发动机中介机匣内壁磨损修复方法。

背景技术

发动机中介机匣是连接发动机高、低压压气机转子之间的重要的承力部件，是发动机轴向同心度的基准。其与弹性环之间为大的间隙配合。中介机匣在工作过程中，其内壁会被与其配合的弹性环的凸台磨损出沟槽（面积约45×5），磨损深度不能大于0.04，而实际零件很多磨损超出0.04深度。目前，中介机匣磨损超差主要采用对弹性环转位装配，以此避开已磨损区域，而使中介机匣再服役使用。然而采用该方法，中介机匣处在其内壁的几何构形不均匀完整条件下工作，机匣内壁上的磨损坑有可能会导致机匣壁受力不均匀分布、滑油在腔体内分布不均匀，从而影响到工件的正常使用。并且机匣安装方位的变换次数是有限的，最终必然是报废。因此需要研究一种中介机匣磨损处的修复技术，使其恢复原始技术状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对发动机中介机匣磨损处进行构型重建的方法，采用该种方法可以延长航空发动机中介机匣的使用寿命，使中介机匣在完整的技术状态下工作，满足其使用性能。

中介机匣鼓筒内侧的磨损熔焊修复有两个问题需要解决，一是保证机匣焊接后不产生变形，即使发动机轴向同心度的基准保持不变，二是补焊材料在使用过程中不会出现剥落。基于以上技术要求，激光熔覆方法焊缝热影响区小，焊接变形小，因此我们选用激光熔覆的方法对其进行修复。采用激光熔覆方法修复中介机匣磨损还需解决以下关键问题：喇叭鼓筒壁薄，焊接时易熔透击穿；钛合金活性高，焊接易吸氢、吸氧，使焊缝变脆，需要很好的氩气保护。

本发明具体提供了一种发动机中介机匣内壁磨损修复方法，其特征在于：采用激光熔覆的方法，修复发动机中介机匣内壁磨损部位，修复工艺为：熔覆材料为BT20钛合金，其成分重量百分比为：Al 5.5～7.5、Zr1.5～2.5、Mo 0.5～2.0、V 0.8～1.8、Ti余量；

单脉冲能量50J，频率4Hz，脉宽5ms，焦距150mm，光斑直径1.2mm，扫描速度1.2mm/s，氩气保护。

本发明采用激光熔敷方法修复中介机匣内壁磨损处，可以实现BT20合金敷层与BT20合金基体的冶金结合，磨损试验结果证明熔敷层不会从基体剥离，且激光熔敷材料和本体相当，中介机匣磨损可以采用激光熔敷焊来修复。该修理方法使故障中介机匣恢复了原始技术状态要求，满足了发动机使用性能。修复一台中介机匣可获得经济效益约60万元。

附图说明

图1BT20基材上激光熔敷BT20合金层的组织图（放大100倍）；

图2BT20基材上激光熔敷BT20合金层的组织图（放大250倍）

图3激光熔敷BT20片硬度分布曲线；

图4磨头结构示意图；

图5磨损试验机结构示意图（其中：1、载荷；2、磨头；3、测试试样；4、旋转轮盘）；

图6低倍表面磨损形貌图；

图7磨损表面上犁沟形貌图；

图8磨损表面上细小裂纹形貌图；

图9表面磨损形貌图（熔敷层表面严重塑性变形，但未剥离）。

具体实施方式

实施例

中介机匣材料为BT20钛合金，其化学成分见表1，该合金属高Al当量的近α型钛合金，强度水平超过930MPa，工作温度可达500℃，瞬时（不超过5min）工作温度可达800℃，而在450℃下工作时，寿命可达6000h。

表1BT20钛合金的化学成分（wt％）