[发明专利]一种基于粉末冶金工艺修复燃气燃气轮机叶片的修复工艺在审

专利信息
申请号: 202210253551.3 申请日: 2022-03-15
公开(公告)号: CN114632991A 公开(公告)日: 2022-06-17
发明(设计)人: 章林;喻颜康;刘烨;王天剑;高振桓;周斌;陈旭;曲选辉;秦明礼;陈刚;张百成 申请(专利权)人: 北京科技大学;湘潭大学
主分类号: B23K1/08 分类号: B23K1/08;B23K1/19;B23K35/30
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 岳野
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 粉末冶金 工艺 修复 燃气 燃气轮机 叶片
【权利要求书】:

1.一种基于粉末冶金工艺修复燃气轮机叶片的修复工艺,其特征在于,该修复工艺将多主元合金金属粉末作为骨架保持固态,再将含Hf低熔点的金属粉末熔化后流动并填充所述骨架中的空隙里,使含Hf低熔点的金属粉末的液相溶解的骨架和Inconel738LC合金叶片的基材的表层熔化完成连接,再通过热处理使组织逐渐均匀化,最终完成对Inconel738LC高温合金的燃气轮机叶片的修复。

2.根据权利要求1所述的修复工艺,其特征在于,所述工艺具体包括以下步骤:

S1)分别配置混合金属粉末和黏结流体;

S2)将S1)得到混合金属粉末和黏结流体混合后得到胶凝态修复剂;

S3)将S2)得到胶凝态修复剂涂覆于燃气轮机叶片的需要修复处,并置于真空炉中,再通过等温凝固固化和高温扩散处理完成修复。

3.根据权利要求2所述的修复工艺,其特征在于,所述S1)的具体步骤为:

S1.1)分别称取并配置含Hf低熔点粉末和多主元合金金属粉末加入溶剂中,在保护气氛下,以20-60转/分钟的转速下混合2-12小时得到混合金属粉末;

S1.2)将乙醇、丙醇、聚乙烯吡咯烷酮和硬脂酸混合后得到黏结流体;

S1.3)将S1.1)得到混合金属粉末加入到S1.2)得到黏结流体中搅拌,混合搅拌时间为3-30分钟,得到的胶凝态修复剂。

4.根据权利要求3所述的修复工艺,其特征在于,所述S1.1)中的溶剂为酒精,保护气氛为氩气;

S1.2)中的黏结流体的成分配比为:1-8wt.% 聚醋酸乙烯、0.1-1wt.% 硬脂酸、30-45wt.%丙醇和余量乙醇。

5.根据权利要求4所述的修复工艺,其特征在于,所述含Hf低熔点粉末和多主元合金金属粉末的质量混合粉末与黏结流体比为(0.1-0.3):1;

所述混合金属粉末和黏结流体的质量比为(5-20):1。

6.根据权利要求3所述的修复工艺,其特征在于,所述含Hf低熔点粉末中各个组分的质量百分数为:6-18wt.%Cr、3-8wt.%Co、1-8wt.%Al、1-8wt.%Ti、0.5-5wt.%W、0.5-4wt.%Mo、0.5-4wt.%Ta、0.5-4wt.%Nb、6-2wt.%Hf,余量为Ni和不可避免的杂质;

所述多主元合金金属粉末中各组分的原子百分数为: 8-25at.%Cr、8-25at.%Co、3-15at.%Al、0.5-5at.%W、0.5-5at.%、Mo、0.5-5at.%Ta、0.5-4at.%Nb、0.5-6at.%Ti,余量为Ni和不可避免的杂质。

7.根据权利要求3所述的修复工艺,其特征在于,所述含Hf低熔点粉末中各个组分的质量百分数为: 8-16wt%、Cr:4-6wt%、Co:1-3wt%、Al:1-3wt%.Ti:1-3wt%.W:1-2wt%.Mo:1-2wt%、Ta:1-2wt%、Nb:12-20%wt.%Hf,余量为Ni和不可避免的杂质;

多主元合金金属粉末中各组分的原子百分数为: Cr :10-20at.%、Co :10-20at.%、Al:3-10at.%、W: 1-5at.%、Mo:1-5at.%、Ta :1-4at.%、Nb: 1-2at.%、Ti:1-5at.%,余量为Ni和不可避免的杂质。

8.根据权利要求6或7所述的修复工艺,其特征在于,所述含Hf低熔点粉末的粒径小于20μm,多主元合金的金属粉末的粒径为53~106μm。

9.根据权利要求2所述的修复工艺,其特征在于,所述S3)的热处理的工艺为:先加热至400-500℃保温1-3小时,再升温至1000-1250℃保温1-3小时,随炉温冷却至700-900℃后通氩气快冷至室温。

10.根据权利要求2所述的修复工艺,其特征在于,所述修复后的燃气轮机叶片的修复区的孔隙率0.5%,连接接头部与燃气轮机叶片的母材合金之间的强度比≥65%。

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