專利名稱：航空發(fā)動機鋼葉片低溫滲鋁復合涂層化學去除工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化學去除發(fā)動機鋼制葉片低溫滲鋁復合涂層的生產(chǎn)工藝。
復合涂層是由低溫滲鋁層+改性硅酸鹽陶瓷面層構成。低溫滲鋁層的化學成分主要是Fe2Al5和FeAl3。檢測表明，滲鋁層的厚度為12μm左右。一般情況下在基體11μm深處，Al濃度達6％，越接近表面Al濃度越高，表面層高達68％，而在基體下16-20μm深處開始為基材本身成份，因此，整個滲鋁層從化學成分上看是Fe基中富含Al、Cr。
改性硅酸鹽鹽陶瓷面層則是在滲鋁層表面，均勻地涂或噴制一層厚約2～6μm的硅酸鹽，并經(jīng)脫水而形成的-Si-O-Si-鍵無機高分子膜層，作為復合涂層表面一個重要的機械阻擋層，緊密地附著于滲鋁層并對其提供耐沖刷性能。
但是，對這樣一種復合涂層，卻未見文獻報道過化學去除方法。有些生產(chǎn)單位采用機械拋光或金相砂紙手工打磨，也有的單位采用吹砂、噴丸之類的機械方法。但這樣的方法存在著勞動強度大，效率低，基體尺寸不易控制的弊端，極不適應于批量生產(chǎn)，特別是帶涂層葉片返修時的批量生產(chǎn)。因此，研究低溫滲鋁復合涂層的去除不僅是生產(chǎn)過程中涂層返修時整個完整工藝的一部分，而且也是解決葉片翻修中首先要遇到的必不可少的重要工序。
本發(fā)明的任務是研制一種在不損傷基體的前提下有效去除低溫滲鋁復合涂層的化學方法。
本發(fā)明的工藝較好地完成了上述設計任務，其特征在于是用一種可致基體材料鈍化，而又能較徹底地清除發(fā)動機鋼制工作葉片低溫滲鋁復合涂層的化學清洗液去除葉片表面復合涂層的工藝。在工藝中使用的化學清洗液是一種堿性清洗液，其配制方法如下一、配制堿性溶液配方(按重份)如下氫氧化鈉或氫氧化鉀30～200硝酸鈉20～100
高錳酸鉀10～60有機酸鹽1～20水 620～939二、配制方法先在溶器中加入500份自來水，再接配方選擇加入有機酸鹽，攪拌、溶解均勻后趁熱加入硝酸鈉(或硝酸鉀)，待溶液冷卻至室溫后加入高錳酸鉀，攪拌均勻，加水至總重量為1000份，混合均勻后即得到所需的堿性溶液。
三、清洗去除復合涂層的操作方法在一可蒸汽加熱或電加熱，并帶抽風系統(tǒng)的鋼槽內(nèi)配制足夠的溶液，將清洗溶液加熱到80～100℃，用不銹鋼筐裝入帶滲鋁層的葉片，并吊入加熱的溶液中，保持5～10分鐘，將不銹鋼筐吊出，直接浸入自來水中洗清，再用60℃以上的熱水沖洗。
這種溶液不僅達到了既能快速去除滲鋁層，在滲鋁層與基體分界點導致基體鈍化，還在氧化劑的作用下能快速地將無機硅酸鹽高分子膜層中的-Si-O-Si-鍵打斷，破壞或溶解膜層。這就是本化學法去除復合除層的機理。本化學方法去除復合涂層工藝的優(yōu)點，是只需將葉片在規(guī)定的溶液中浸漬數(shù)分鐘，再用水沖洗干凈、烘干即可，省時省力，對基材無不利影響。
為了使?jié)B鋁層去除得更徹底，本發(fā)明還介紹了一種去除殘留于葉片表面反應物的陽極除膜方法，其特征在于一、除膜液配方(按重量份)如下氫氧化鈉(或氫氧化鉀) 10～60硝酸鈉(或硝酸鉀) 5～30三聚磷酸鈉10～20水890～975二、配制除膜液的方法如下先在一定量的水中按配方份額加入三聚磷酸鈉，溶解后再分別加入其它兩種化學藥品，先后不論，加水溶解均勻后再加水至1000份備用。
三、除膜操作方法
在一恒電壓為12V，陽極電流為3-6A/分米2的條件下將葉片接在陽極上，陰極采用不銹鋼板，不銹鋼板面積與葉片面積之比為1∶1，將溶液加熱到40～60℃，將葉片浸入溶液中，浸泡1～3分鐘后取出葉片，在不低于60℃的熱水中沖洗干凈，經(jīng)壓縮空氣吹干即可。
本發(fā)明采用含強氧化性的堿溶液將滲鋁復合滲涂層去掉，保證了葉片基體尺寸和強度均不受影響，為保證航空發(fā)動機鋼制工作葉片多次滲鋁工藝的可靠性、先進性、可操作性作出了重要貢獻。
下面舉出實施例例1在不銹鋼容器中加入500kg自來水，再加入5kg草酸鈉，40kg氫氧化鈉，攪拌、溶解均勻后趁熱加入硝酸鈉20kg待溶液冷卻至室溫后加入20kg高錳酸鉀攪拌均勻，加水至總重量為1000kg，混合均勻后即得所需要的1000kg堿性溶液。
將該溶液注入A3鋼槽內(nèi)，加熱到80℃，用不銹鋼筐裝入翻修葉片，并浸入到加熱的溶液中浸漬6分鐘，吊出、浸入自來水中沖洗，然后再用不低于60℃的熱水沖洗，并用壓縮空氣吹干。
例2一、在有電加熱管和抽風系統(tǒng)的A3鋼槽內(nèi)配制堿性清洗溶液。在槽鋼中先注入500kg自來水，再加入20kg檸檬酸鈉，待其溶解后加入氫氧化鉀180kg，攪拌、溶解后趁熱加入硝酸鉀100kg，攪拌均勻，冷至室溫后加入40kg高錳酸鉀，加水160kg，溶解均勻后即制得1000kg堿性清洗液。備用。
二、在可加熱不銹鋼槽中制備陽極除膜液。先注入500kg自來水，加入三聚磷酸鈉20kg，溶解后再加入氫氧化鉀50kg和硝酸鈉20kg，加水410kg充分攪拌，溶解后即制得1000kg陽極除膜液。
三、清除復合涂層操作。將葉片裝入不銹鋼筐，并吊入加熱到100℃的熱堿性清洗液中浸沒8分鐘后吊出，直接浸入自來水中清洗，然后再用60℃熱水沖洗，并進入下道除膜工序。
四、陽極除膜操作。在恒電壓為12V，陽極直流電流為5A/dm2的條件下，將葉片接在陽極上，陽極用不銹鋼板，葉片與陽極不銹鋼板面積之比為1∶1。將葉片和不銹鋼板浸沒在加熱到50℃的陽極除膜液中浸泡3分鐘后取出，并在65℃的熱水中沖洗干凈，壓縮空氣吹干，即完成了對低溫滲鋁復合涂層的徹底清除工藝。
權利要求
1.航空發(fā)動機鋼葉片低溫滲鋁復合涂層化學去除工藝，其特征在于可加熱并帶抽風系統(tǒng)的鋼槽內(nèi)配制足夠的堿性清洗溶液，將溶液加熱到80～100℃，用不銹鋼筐裝入帶滲鋁層的葉片，并浸入加熱到溫度的溶液中浸渣5～10分鐘、吊出、浸入自來水中沖洗，沖洗后再用不低于60℃的熱水沖洗，并用壓縮空氣吹干。本工藝中使用的堿性溶液的配制方法如下一、配制堿性溶液配方(按重量份)氫氧化鈉或氫氧化鉀30～200硝酸鈉20～100高錳酸鉀 10～60有機酸鹽 1～20水620～939二、配制方法是先在容器中加入500份自來水，再按配方選擇加入有機酸鹽，攪拌，溶解均勻后趁熱加入硝酸鈉，待溶液冷卻至室溫后加入高錳酸鉀，攪拌均勻，加水至1000份，混合均勻后即得所需堿性溶液。
2.如權利要求1所述的航空發(fā)動機鋼葉片低溫滲鋁復合涂層化學去除工藝，其特征在于采用除膜液將殘留于葉片表面的反應產(chǎn)物清除掉，所述的除膜液配方(按重量份)如下氫氧化鈉或氫氧化鉀 10～60硝酸鈉或硝酸鉀 5～30三聚磷酸鈉 10～20水 890～975配制除膜液的方法如下先在500份的水中按配方份額加入三聚磷酸鈉，溶解后再分別加入其它兩種化學藥品，先后不論，溶解均勻后加水至總重量1000份備用。除膜操作方法在一恒電壓為12V，陽極電流為3-6A/dm2的條件下將葉片接在陽極上，陰極采用不銹鋼板，不銹鋼板面積與葉片面積比為1∶1，將溶液加熱到40～60℃，處理1～3分鐘之后取出葉片，在不低于60℃的熱水中沖洗干凈，經(jīng)壓縮空氣吹干即可。
全文摘要
本發(fā)明提出了用化學方法去除發(fā)動機鋼制葉片低溫滲鋁層的方案，該方案中使用了由氫氧化鈉(鉀)硝酸鈉(鉀)、高錳酸鉀和有機酸鹽構成的清除液。該溶液既能快速去除滲鋁層，導致滲層與基體分界點基體鈍化，又可在氧化劑的作用下快速地將無機硅酸鹽高分子膜層中的－Si－O－Si－鍵打斷，破壞或溶解膜層。該工藝特點是只需將葉片在溶液中浸漬數(shù)分鐘，再用清水沖洗干凈，烘(吹)干即可。省時省力，對基材無不利影響。
文檔編號C23F1/10GK1227280SQ9911461
公開日1999年9月1日 申請日期1999年1月12日 優(yōu)先權日1999年1月12日
發(fā)明者幸澤寬, 向巧, 陶洪兵 申請人:中國人民解放軍第5719工廠