一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其目的是提供一種有利于保證葉片加工制造精度、熔覆變形量相對較小、刀具損耗合理的一種汽輪機(jī)葉片加工工藝。其包括以下工藝流程：（1）制坯；（2）模鍛成型；（3）熱處理；（4）粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件余量，并將熔覆槽加工至公差范圍內(nèi)；（5）在激光熔覆槽內(nèi)激光熔覆司太立合金；（6）采用壓力機(jī)對熔覆后的葉片進(jìn)行校正；（7）對激光熔覆區(qū)域進(jìn)行射線及滲透探傷；（8）對熔覆區(qū)域不合格的葉片進(jìn)行氬弧焊補(bǔ)焊；（9）去應(yīng)力熱處理；（10）綜合銑，將葉片加工至尺寸公差范圍內(nèi)；（11）拋光，去除表面加工刀痕；（12）對葉片面進(jìn)行噴丸處理。
【專利說明】一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽輪機(jī)葉片的加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及采用激光熔覆方法進(jìn)行防水蝕處理的汽輪機(jī)葉片的加工領(lǐng)域，具體為一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熔覆司太立合金是目前較新的葉片防水蝕表面強(qiáng)化技術(shù)，該技術(shù)通過激光將司太立合金粉末熔化并快速冷卻與葉片基體形成冶金結(jié)合，其利用司太立合金的高硬度和高耐磨性來提高葉片抗水蝕能力，較傳統(tǒng)釬焊結(jié)合強(qiáng)度高，并且可在汽輪機(jī)上直接修復(fù)。
[0003]相對傳統(tǒng)釬焊激光熔覆盡管優(yōu)點明顯，但也存在自身的一些特點，如激光熔覆后殘余應(yīng)力大、大幅矯正易開裂，由于硬度高導(dǎo)致刀具損耗大以及搭接表面質(zhì)量差，因此針對激光熔覆技術(shù)在汽輪機(jī)葉片上的應(yīng)用特點，重新設(shè)計探索汽輪機(jī)葉片的制造流程，合理安排激光熔覆工序十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種有利于保證葉片加工制造精度、熔覆變形量相對較小、刀具損耗合理的一種汽輪機(jī)葉片加工工藝。
[0005]其技術(shù)方案是這樣的，其特征在于:其包括以下工藝流程:
(1)制坯，將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長等步驟將原材料按照葉片形狀分配，制成坯料；
(2)模鍛成型，將所述坯料鍛造至接近葉片形狀的葉片鍛件；
(3)熱處理，對所述模鍛成型后的葉片鍛件通過熱處理至性能滿足要求；
(4)粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件余量，并將所述激光熔覆槽加工至公差范圍內(nèi)；
(5)在所述激光熔覆槽內(nèi)激光熔覆司太立合金；
(6)校正，采用壓力機(jī)對熔覆后的葉片進(jìn)行校正；
(7)探傷，對司太立合金激光熔覆區(qū)域進(jìn)行射線及滲透探傷；
(8)補(bǔ)焊，對所述熔覆區(qū)域不合格的葉片進(jìn)行氬弧焊補(bǔ)焊；
(9)去應(yīng)力熱處理，去除激光熔覆、校正及補(bǔ)焊所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；
(10)綜合銑，將葉片加工至尺寸公差范圍內(nèi)；
(11)拋光，去除葉片表面加工刀痕；
(12)噴丸，對葉片表面進(jìn)行噴丸處理，形成壓應(yīng)力層。
[0006]其進(jìn)一步特征在于:
所述模鍛成型，根據(jù)葉片尺寸不同，單邊余量3 mm?5mm ;
所述粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽，通過銑加工將葉片加工至背弧型面內(nèi)弧型面保留
1mm?2mm余量；所述激光熔覆，將司太立合金激光熔覆于所述激光熔覆槽內(nèi)，直至司太立合金層至高于最終葉片尺寸0.5 mm?1.5mm ；
所述校正，校正后葉片最大變形量小于0.3mm。
[0007]采用本發(fā)明工藝后，汽輪機(jī)葉片的激光熔覆變形量可以控制在合理范圍內(nèi)，即可以防止校正開裂、能保證葉片加工尺寸精度的要求，又可以保證司太立合金的熔覆質(zhì)量，且刀具磨損也可以控制在一個合理范圍內(nèi)。
【具體實施方式】
[0008]實施例一:
一種使用0Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼材料的汽輪機(jī)末級葉片，其加工工藝如下:
(1)制坯:將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長、葉頂搭子成型及葉冠壓頸、葉身拔長及凸臺成形、葉身前端方坯成型、葉根壓扁步驟將原材料按照葉片形狀分配；
(2)模鍛成型:經(jīng)過2飛火次將坯料鍛造至接近葉片形狀，葉片單邊余量3mm；
(3)熱處理，葉片鍛件依次經(jīng)過固溶、調(diào)整、時效熱處理工藝使葉片性能滿足要求；
(4)粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽:通過銑加工將葉片加工至背弧型面及內(nèi)弧型面保留2mm余量，并將熔覆槽尺寸銑加工到公差范圍內(nèi)；
(5)激光熔覆，將司太立合金熔覆于激光熔覆槽內(nèi)，直至司太立合金層高于最終葉片尺寸 1mm ；
(6)校正:采用壓力機(jī)對葉片進(jìn)行校正，校正后后葉片最大變形量小于0.3mm ；
(7)探傷:對葉片的激光熔覆區(qū)域進(jìn)行射線及滲透探傷；
(8)補(bǔ)焊:對熔覆區(qū)域不合格的葉片進(jìn)行氬弧焊補(bǔ)焊；
(9)去應(yīng)力熱處理:去除激光熔覆、校正及補(bǔ)焊所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；
(10)綜合銑:采用方箱定位將葉片葉身用錫鉍合金固定銑葉根，然后以方箱為基準(zhǔn)將葉根尺寸加工到公差范圍內(nèi)，再銑葉身，將葉片加工至尺寸公差范圍內(nèi)；
(11)拋光:對葉片表面進(jìn)行拋光，去除加工刀痕；
(12)噴丸:對葉片表面進(jìn)行噴丸處理，形成壓應(yīng)力層。
[0009]實施例二:
一種使用0Crl3Ni8Mo2Al不銹鋼材料的汽輪機(jī)末級葉片，其加工工藝如下:
(1)制坯:將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長、葉頂搭子成型及葉冠壓頸、葉身拔長及凸臺成形、葉身前端方坯成型、葉根壓扁、葉身壓彎等步驟將原材料按照葉片形狀分配；
(2)模鍛:經(jīng)過2飛火次鍛造至接近葉片形狀，葉片單邊余量4mm；
(3)熱處理:對葉片依次進(jìn)行固溶處理、深冷處理；
(4)粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽:通過銑加工將葉片加工至背弧型面內(nèi)弧型面保留2mm余量；并將熔覆槽尺寸銑加工到公差范圍內(nèi)
(5)激光熔覆，將司太立合金熔覆于激光熔覆槽內(nèi)，直至司太立合金熔覆層高于最終葉片尺寸1.5mm ；
(6)校正:采用壓力機(jī)校正，校正后葉片最大變形量小于0.3mm ；
(7)探傷:對激光熔覆區(qū)域進(jìn)行射線及滲透探傷；
(8)補(bǔ)焊:對熔覆區(qū)域不合格的葉片進(jìn)行氬弧焊補(bǔ)焊；(9)去應(yīng)力熱處理:進(jìn)行時效處理使得葉片達(dá)到性能要求并同時去除激光熔覆、矯正、補(bǔ)焊殘余應(yīng)力；
(10)綜合銑:采用方箱定位將葉片葉身用錫鉍合金固定銑葉根，然后以方箱為基準(zhǔn)將葉根尺寸加工到公差范圍內(nèi)，再銑葉身，將葉片加工至尺寸公差范圍內(nèi)；
(11)拋光:去除加工刀痕；
(12)噴丸:表面進(jìn)行噴丸，形成壓應(yīng)力層。
【權(quán)利要求】
1.一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其特征在于:其包括以下工藝流程:(1)制坯，將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長等步驟將原材料按照葉片形狀分配，制成坯料；(2)模鍛成型，將所述坯料鍛造至接近葉片形狀的葉片鍛件；(3)熱處理，對所述模鍛成型后的葉片鍛件通過熱處理至性能滿足要求；(4)粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件余量，并將所述激光熔覆槽加工至公差范圍內(nèi)；(5)在所述激光熔覆槽內(nèi)激光熔覆司太立合金；(6)校正，采用壓力機(jī)對熔覆后的葉片進(jìn)行校正；(7)探傷，對司太立合金激光熔覆區(qū)域進(jìn)行射線及滲透探傷；(8)補(bǔ)焊，對所述熔覆區(qū)域不合格的葉片進(jìn)行氬弧焊補(bǔ)焊；(9)去應(yīng)力熱處理，去除激光熔覆、校正及補(bǔ)焊所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；(10)綜合銑，將葉片加工至尺寸公差范圍內(nèi)；(11)拋光，去除葉片表面加工刀痕；(12)噴丸，對葉片表面進(jìn)行噴丸處理，形成壓應(yīng)力層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其特征在于:所述模鍛成型，根據(jù)葉片尺寸不同，單邊余量3_?5_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其特征在于:所述粗銑毛坯型面及銑激光熔覆槽，通過銑加工將葉片加工至背弧型面內(nèi)弧型面保留1mm?2mm余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其特征在于:所述激光熔覆，將司太立合金激光熔覆于所述激光熔覆槽內(nèi)，直至司太立合金層至高于最終葉片尺寸0.5mm?1.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用激光熔覆防水蝕的汽輪機(jī)葉片的加工工藝，其特征在于:所述校正，校正后葉片最大變形量小于0.3mm。
【文檔編號】B23P15/02GK103659201SQ201310679221
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月15日
【發(fā)明者】張鐵磊, 王進(jìn), 王烜烽 申請人:無錫透平葉片有限公司