[发明专利]一种复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法

说明书

本发明涉及高温合金热端部件修复领域，具体为一种复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法。(1)去除复杂薄壁高温合金热端部件裂纹表面的氧化层等，使缺陷处呈现金属光泽；(2)采用与基材强度相近的镍基或钴基合金粉末填充缺陷空间，并塑化成型，随后经高温预烧结形成多孔结构；(3)借助CAD等建模软件对待修复区进行三维建模，并进行切片处理；(4)将激光按照预先设定好的路径对修复区进行熔化成形；(5)打磨清理；(6)将高温合金热端部件在高温下进行去应力处理。本发明解决高Al+Ti含量复杂薄壁高温合金热端部件服役过程形成裂纹而报废问题，适用于地面燃气轮机和航空发动机的热端部件服役使用过程所引起的裂纹等缺陷。

技术领域：

本发明涉及高温合金热端部件修复领域，具体为一种复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法。

背景技术：

燃气轮机的导向叶片等热端部件长期在高温、高压、燃气等介质中服役，易产生裂纹、腐蚀坑等缺陷。随着燃气轮机涡轮前温度的提升，热端部件的这种裂纹和烧蚀损伤等失效将愈加严重。

由于复杂薄壁高温合金部件的制造工艺复杂，生产成本较高，若采用更换新件处理，则会大幅提高工业燃气轮机维护和运行成本。另外，由于高温合金热端部件大多由Al+Ti大于6.0％的镍基高温合金制备，具有很高的裂纹敏感性，当采用熔焊修复时，易在焊接及焊后热处理过程中形成裂纹，这就极大的限制了高温合金热端部件的修复与再制造。由于缺乏适合的修复方法，目前许多高温合金热端部件的裂纹、烧蚀、磨损等缺陷一旦形成就只能报废处理。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，解决高Al、Ti含量的镍基高温合金热端部件熔焊修复所遇到的问题裂纹问题。

本发明的技术方案是：

一种复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，具体步骤如下：

(1)洁净化处理

采用机械法去除缺陷附近的衰变组织，使处理区呈现金属光泽；

(2)金属粉末填充

采用镍基或钴基合金粉末填充缺陷空间，并塑化成型，随后经高温预烧结形成多孔结构；

(3)缺陷区的三维重构

借助CAD建模软件对待修复区进行三维建模，并进行切片处理，将激光按照预先设定好的路径对修复区进行熔化成形；

(4)打磨清理；

(5)去应力热处理

将经激光增材制造修复后的复杂薄壁高温合金热端部件在高温下进行去应力处理。

所述的复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，步骤(1)中，洁净化处理时，采用机械法或化学法彻底去除缺陷附近的裂纹组织，使缺陷附近呈现金属光泽。

所述的复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，步骤(2)中，制备多孔结构时，先将叶片基体合金粉末或其它镍基、钴基或铁基高温合金粉末，通过添加塑化成型剂方式使合金粉末具有可塑化的作用，塑化成型剂的加入量占所述粉末重量的2～10％；随后将此材料填充到缺陷中，并在高温下进行预烧结处理，采用真空炉或惰性气体保护下的热处理炉升温加热过程，由脱塑化成型剂→预烧结→炉冷阶段所构成，控温采用铂-铑热电偶，控温精度为±10℃。

所述的复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，脱塑化成型剂温度为200～450℃，时间为0.5～2小时；预烧结温度为900～1000℃，时间为0.5～2小时；预烧结后致密度大于85％。

所述的复杂薄壁高温合金热端部件裂纹的修复方法，步骤(3)中，借助CAD建模软件对待修复区进行三维建模，再利用专用数据切片软件对重构区进行切片处理，并对激光扫描路径进行优化。