本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)零部件維修領(lǐng)域，特別是一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

某型航空發(fā)動加力泵葉輪以（2.7～3.0）萬轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，葉片葉尖表面由于空泡腐蝕的作用下出現(xiàn)大量的氣蝕坑而報廢。目前通常采用的方法是采用焊接的方法將氣蝕坑填充修復(fù)，然后再次使用，這種方法的缺點是葉輪的抗氣蝕能力仍然沒有得到有效提高。如果采用表面涂覆抗氣蝕的涂層，由于葉輪轉(zhuǎn)速特別高，容易在高速運轉(zhuǎn)過程中造成表面涂層的局部剝落而使發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障。

隨著激光沖擊強(qiáng)化的不斷發(fā)展，在提高零件壽命方面發(fā)揮了重要的作用。激光沖擊強(qiáng)化是一項先進(jìn)綠色的表面處理技術(shù)，具有高效、清潔、低耗、超快的獨特優(yōu)點，經(jīng)激光沖擊波強(qiáng)化后，材料的拉伸性能、疲勞性能、摩擦磨損性能以及抗腐蝕性能等，在很大程度上都得以提高。基于激光沖擊強(qiáng)化的獨特優(yōu)點，在提高葉輪氣蝕能力方面將發(fā)揮重要的作用，國內(nèi)外并沒有公開報道利用激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)來修復(fù)航空發(fā)動加力泵葉輪的相關(guān)資料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法，采用激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)對激光熔覆修復(fù)完成的葉尖氣蝕區(qū)域再次進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化，修復(fù)區(qū)組織細(xì)小，在修復(fù)區(qū)域形成一層殘余壓應(yīng)力層，顯著提高零件的抗氣蝕能力，葉輪壽命提高到2.0倍以上，可廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪大面積氣蝕坑的修復(fù)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法，包括以下步驟：

S1、打磨去除氣蝕坑：對氣蝕坑進(jìn)行打磨，排除所有氣蝕缺陷；

S2、激光熔覆修復(fù)氣蝕坑：采用同步送粉的激光熔覆方法對缺陷進(jìn)行修復(fù)；

S3、打磨修型：采用手工打磨的方法，對葉輪型面進(jìn)行恢復(fù)；

S4、激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)區(qū)域：采用激光沖擊強(qiáng)化方法對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行雙面強(qiáng)化，激光波長為1040 ～1080nm，激光能量為7～8 J，光斑直徑為4～5 mm，激光脈沖寬度為8～12 ns。

步驟S1中，采用氣動旋轉(zhuǎn)銼對氣蝕坑進(jìn)行打磨。

步驟S2中，同步送粉的激光熔覆方法具體參數(shù)為：激光波長為1040～1100nm，激光功率為500～600 W，送粉量為3～4 g/min，光斑直徑為1.5mm，掃描速度為4 mm/s，單層高度為0.5 mm，搭接率為50%。

同步送粉的粉末采用TC4球形粉末，粉末粒度45～105 μm。

步驟S4中，采用圓形光斑搭接，搭接率50%，約束層采用水，吸收層采用黑色膠帶。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明采用激光熔覆和激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)后，修復(fù)區(qū)組織細(xì)小，在修復(fù)區(qū)域形成一層0.8～1.0mm厚的殘余壓應(yīng)力層，顯著提高零件的抗氣蝕能力，葉輪壽命提高到2.0倍以上，可廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪大面積氣蝕坑的修復(fù)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

某型發(fā)動機(jī)加力泵葉輪經(jīng)過500小時的運轉(zhuǎn)壽命以后葉尖出現(xiàn)大面積氣蝕坑

【實施例1】

一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法，包括以下步驟：

S1、打磨去除氣蝕坑：采用氣動旋轉(zhuǎn)銼對氣蝕坑進(jìn)行打磨，排除所有氣蝕缺陷；

S2、激光熔覆修復(fù)氣蝕坑：采用同步送粉的激光熔覆方法對缺陷進(jìn)行修復(fù)，具體參數(shù)為：激光波長為1040nm，激光功率為500W，送粉量為3g/min，光斑直徑為1.5mm，掃描速度為4 mm/s，單層高度為0.5 mm，搭接率為50%，同步送粉的粉末采用TC4球形粉末，粉末粒度45μm；

S3、打磨修型：采用手工打磨的方法，對葉輪型面進(jìn)行恢復(fù)；

S4、激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)區(qū)域：采用激光沖擊強(qiáng)化方法對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行雙面強(qiáng)化，激光波長為1040nm，激光能量為7J，光斑直徑為4mm，激光脈沖寬度為8ns，采用圓形光斑搭接，搭接率50%，約束層采用水，吸收層采用黑色膠帶。

經(jīng)過測試分析，該方法強(qiáng)化的葉輪在修復(fù)區(qū)形成一層0.8 mm的殘余壓應(yīng)力層，組織細(xì)小，部件級運轉(zhuǎn)試驗表明修復(fù)后的加力泵葉輪壽命可達(dá)到1200小時以上，壽命提高到2.4倍。

【實施例2】

一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法，包括以下步驟：

S1、打磨去除氣蝕坑：采用氣動旋轉(zhuǎn)銼對氣蝕坑進(jìn)行打磨，排除所有氣蝕缺陷；

S2、激光熔覆修復(fù)氣蝕坑：采用同步送粉的激光熔覆方法對缺陷進(jìn)行修復(fù)，具體參數(shù)為：激光波長為1070nm，激光功率為550 W，送粉量為3.5g/min，光斑直徑為1.5mm，掃描速度為4 mm/s，單層高度為0.5 mm，搭接率為50%，同步送粉的粉末采用TC4球形粉末，粉末粒度75μm；

S3、打磨修型：采用手工打磨的方法，對葉輪型面進(jìn)行恢復(fù)；

S4、激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)區(qū)域：采用激光沖擊強(qiáng)化方法對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行雙面強(qiáng)化，激光波長為1060nm，激光能量為7.5J，光斑直徑為4.5mm，激光脈沖寬度為10ns，采用圓形光斑搭接，搭接率50%，約束層采用水，吸收層采用黑色膠帶。

經(jīng)過測試分析，該方法強(qiáng)化的葉輪在修復(fù)區(qū)形成一層1.0mm的殘余壓應(yīng)力層，組織細(xì)小，部件級運轉(zhuǎn)試驗表明修復(fù)后的加力泵葉輪壽命可達(dá)到1500小時以上，壽命提高到3.0倍。

【實施例3】

一種航空發(fā)動機(jī)加力泵葉輪葉尖氣蝕的修復(fù)方法，包括以下步驟：

S1、打磨去除氣蝕坑：采用氣動旋轉(zhuǎn)銼對氣蝕坑進(jìn)行打磨，排除所有氣蝕缺陷；

S2、激光熔覆修復(fù)氣蝕坑：采用同步送粉的激光熔覆方法對缺陷進(jìn)行修復(fù)，具體參數(shù)為：激光波長為1100nm，激光功率為600 W，送粉量為4 g/min，光斑直徑為1.5mm，掃描速度為4 mm/s，單層高度為0.5 mm，搭接率為50%，同步送粉的粉末采用TC4球形粉末，粉末粒度105 μm；

S3、打磨修型：采用手工打磨的方法，對葉輪型面進(jìn)行恢復(fù)；

S4、激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)區(qū)域：采用激光沖擊強(qiáng)化方法對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行雙面強(qiáng)化，激光波長為1080nm，激光能量為8 J，光斑直徑為5 mm，激光脈沖寬度為12 ns，采用圓形光斑搭接，搭接率為50%，約束層采用水，吸收層采用黑色膠帶。

經(jīng)過測試分析，該方法強(qiáng)化的葉輪在修復(fù)區(qū)形成一層0.95 mm深度的殘余壓應(yīng)力層，組織細(xì)小，部件級運轉(zhuǎn)試驗表明修復(fù)后的加力泵葉輪壽命可達(dá)到1000小時以上，壽命提高到2.0倍。