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叶片叶根表面强化方法

阅读:928发布:2020-05-13

专利汇可以提供叶片叶根表面强化方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 为 叶片 叶根表面强化方法。通过该方法处理的部位和未处理的部位自然过渡,都属于压应 力 状态,不会使未处理的部位产生疲劳源且可以达到滚压强化的技术要求。其特征在于:采用表面 喷丸 的方法实现对叶片叶根表面进行强化。,下面是叶片叶根表面强化方法专利的具体信息内容。

1、叶片叶根表面强化方法,其特征在于:采用表面喷丸的方法实现对叶片 叶根表面进行强化。
2、根据权利要求1所述叶片叶根表面强化方法,其特征在于:在喷丸加 工中,
喷丸压:0.1MPa~0.7MPa
喷嘴径:φ6mm~φ12mm
喷嘴距待喷面的距离:50mm~400mm
喷嘴移动速度:30mm/min~500mm/min
丸粒材料:铸丸或者钢丝切丸
丸粒尺寸:φ0.2mm~φ1.5mm
喷流与表面被喷表面的夹为30度~90度左右
喷嘴系用T7或T8工具钢制成并淬火至硬度50HRC~55HRC
覆盖率:100%~200%
A试片弧高度:0.08mm~0.70mm
喷丸残余压应力:表面不低于500Mpa,残余压应力层不少于400mm
喷丸面表面粗糙度:Rz<16μm;Wt<25μm。
3、根据权利要求1所述叶片叶根表面强化方法,其特征在于:
所述喷丸方法的步骤为:
(1)、将叶片按照工艺方案安装到专用的喷丸夹具中,定位紧、固定;
(2)、选用合适口径的喷嘴,调整喷枪与待喷面的位置,使喷枪垂直于齿底 面;
(3)、选用直径0.5mm~2mm丸粒;
(4)、调整压缩空气压力在0.15MPa~0.6MPa;
(5)、在对产品进行喷丸之前,先喷A试片,将A试片安装到专的喷丸夹 具中,使用与产品喷丸相同的工艺参数对A试片进行喷丸,验证不同的喷丸参 数得到的喷丸强度(6)、再使用专门的喷丸夹具,按照与产品喷丸相同的工艺参数对A试进 行喷丸,检验确定工艺参数喷丸产生的残余压应力状态;
(7)、运行程序,对目标喷丸区进行1-3遍较高喷丸强度的喷丸,喷丸强度 为0.45mmA-0.5mmA;
(8)、调整喷丸参数,运行程序,对目标喷丸区进行1-2遍较低喷丸强度的 喷丸,喷丸强度为0.25mmA-0.30mmA;
(9)、卸下并清理、清洗叶片至表面无杂物;
(10)、用放大镜检测喷丸区的表面覆盖率。

说明书全文

技术领域

发明涉及叶片的表面强化工艺技术领域,具体为叶片叶根表面强化 方法。

背景技术

汽轮机末级、次末级、末三级圆弧形叶根叶片在使用过程中,较薄弱的部 位是叶片叶根承载部位,由于该部位在工作时要承受高应和交变应力的作用, 极易产生局部的疲劳破坏,要采用特种工艺对该部位进行特殊的处理。
原来的处理方法:就是对该部位施加压应力,提高该部位疲劳强度的方法 有滚压强化,滚压加工强化是一种无切屑加工。通过一定形式的滚压工具向工 件表面施加一定压力。在常温下利用金属的塑性变形,使工件表面的微观不平 度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法 可同时达到光整加工及强化两种目的。但滚压强化有其自身无法避免的缺点, 具体表现为:1)要选择合适的价格昂贵的滚压器具(滚压轮、滚柱等);2) 滚压部位的应力状态是压应力,但与之相邻近的未滚压部位却呈现拉应力状态, 即应力状态不连续(如图二所示),在呈现拉应力状态的部位易产生疲劳缺陷。 这些都是其难以克服的缺点

发明内容

针对上述问题,本发明提供了叶片叶根表面强化方法,通过该方法处理的 部位和未处理的部位自然过渡,都属于压应力状态,不会使未处理的部位产生 疲劳源且可以达到滚压强化的技术要求。
其技术方案是这样的,其特征在于:采用表面喷丸的方法实现对叶片叶根 表面进行强化。
其进一步特征在于:在喷丸加工中,
喷丸压力:0.1MPa~0.7MPa
喷嘴径:φ6mm~φ12mm
喷嘴距待喷面的距离:50mm~400mm
喷嘴移动速度:30mm/min~500mm/min
丸粒材料:铸丸或者钢丝切丸
丸粒尺寸:φ0.2mm~φ1.5mm
喷流与表面被喷表面的夹为30度~90度左右
喷嘴系用T7或T8工具钢制成并淬火至硬度50HRC~55HRC
覆盖率:100%~200%
A试片弧高度:0.08mm~0.70mm
喷丸残余压应力:表面不低于500Mpa,残余压应力层不少于400mm
喷丸面表面粗糙度:Rz<16μm;Wt<25μm;
所述喷丸方法的步骤为:
(1)、将叶片按照工艺方案安装到专用的喷丸夹具中,定位紧、固定;
(2)、选用合适口径的喷嘴,调整喷枪与待喷面的位置,使喷枪垂直于齿底 面;
(3)、选用直径0.5mm~2mm丸粒;
(4)、调整压缩空气压力在0.15MPa~0.6MPa;
(5)、在对产品进行喷丸之前,先喷A试片,将A试片安装到专的喷丸夹 具中,使用与产品喷丸相同的工艺参数对A试片进行喷丸,验证不同的喷丸参 数得到的喷丸强度
(6)、再使用专门的喷丸夹具,按照与产品喷丸相同的工艺参数对A试进 行喷丸,检验确定工艺参数喷丸产生的残余压应力状态;
(7)、运行程序,对目标喷丸区进行1-3遍较高喷丸强度的喷丸,喷丸强度 为0.45mmA-0.5mmA;
(8)、调整喷丸参数,运行程序,对目标喷丸区进行1-2遍较低喷丸强度的 喷丸,喷丸强度为0.25mmA-0.30mmA;
(9)、卸下并清理、清洗叶片至表面无杂物;
(10)、用放大镜检测喷丸区的表面覆盖率。
采用上述方法对叶片叶根表面进行强化,铸钢丸、钢丝切丸介质,通过压缩 空气喷丸方式,被高速且在一个可控制的状态下被喷射向零件,每一颗丸料颗 粒撞击到零件上时,就像一个小小的锤子,捶打出一个小的凹痕,这样在工件 表面形成薄薄的一层塑性变形层,在表面或表面附近产生的高残余压应力抵消 了零件深层的危险的拉应力,增加汽轮机叶片叶根承载部位的抗疲劳性。

具体实施方式

采用表面喷丸的方法实现对叶片叶根表面进行强化。
下面结合实施例描述本发明的表面强化过程:
实施例1
(1)、将叶片按照工艺方案安装到专用的喷丸夹具中,定位、锁紧、固定;
(2)、选用喷嘴,其口径为φ6mm,调整喷枪与待喷面的位置,使喷枪垂直 于齿底面,喷嘴距待喷面的距离:400mm;喷嘴移动速度:285mm/min;喷流与 被喷表面的夹角为60度左右;喷嘴系用T7或T8工具钢制成并淬火至硬度 52.5HRC
(3)、选用直径为2mm的铸钢丸或者钢丝切丸;
(4)、调整压缩空气压力在0.15MPa;喷丸压力:0.4MPa
(5)、在对产品进行喷丸之前,先喷A试片,A试片的弧高度为0.39mm;将 A试片安装到专门的喷丸夹具中,使用与产品喷丸相同的工艺参数对A试片进行 喷丸,验证不同的喷丸参数得到的喷丸强度,喷丸残余压应力:表面不低于 500Mpa,残余压应力层不少于400mm,喷丸面表面粗糙度:Rz<16μm;Wt<25μm;
(6)、再使用专门的喷丸夹具,按照与产品喷丸相同的工艺参数对A试块进 行喷丸,检验确定工艺参数喷丸产生的残余压应力状态;
(7)、运行程序,对目标喷丸区进行1遍较高喷丸强度的喷丸,喷丸强度为 0.45mmA;
(8)、调整喷丸参数,运行程序,对目标喷丸区进行1遍较低喷丸强度的喷 丸,喷丸强度为0.30mmA;
(9)、卸下并清理、清洗叶片至表面无杂物;
(10)、用放大镜检测喷丸区的表面覆盖率为150%。
实施例2
(1)、将叶片按照工艺方案安装到专用的喷丸夹具中,定位、锁紧、固定;
(2)、选用喷嘴,其口径为φ9mm,调整喷枪与待喷面的位置,使喷枪垂直 于齿底面,喷嘴距待喷面的距离:50mm;喷嘴移动速度:500mm/min;喷流与被 喷表面的夹角为90度左右;喷嘴系用T7或T8工具钢制成并淬火至硬度50HRC
(3)、选用直径为0.85mm的铸钢丸或者钢丝切丸;
(4)、调整压缩空气压力在0.37MPa;喷丸压力:0.7MPa
(5)、在对产品进行喷丸之前,先喷A试片,A试片的弧高度为0.08mm;将 A试片安装到专门的喷丸夹具中,使用与产品喷丸相同的工艺参数对A试片进行 喷丸,验证不同的喷丸参数得到的喷丸强度,喷丸残余压应力:表面不低于 500Mpa,残余压应力层不少于400mm,喷丸面表面粗糙度:Rz<16μm;Wt<25μm;
(6)、再使用专门的喷丸夹具,按照与产品喷丸相同的工艺参数对A试块进 行喷丸,检验确定工艺参数喷丸产生的残余压应力状态;
(7)、运行程序,对目标喷丸区进行3遍较高喷丸强度的喷丸,喷丸强度为 0.50mmA;
(8)、调整喷丸参数,运行程序,对目标喷丸区进行2遍较低喷丸强度的喷 丸,喷丸强度为0.25mmA;
(9)、卸下并清理、清洗叶片至表面无杂物;
(10)、用放大镜检测喷丸区的表面覆盖率为200%。
实施例3
(1)、将叶片按照工艺方案安装到专用的喷丸夹具中,定位、锁紧、固定;
(2)、选用喷嘴,其口径为φ12mm,调整喷枪与待喷面的位置,使喷枪垂直 于齿底面,喷嘴距待喷面的距离:225mm;喷嘴移动速度:30mm/min;喷流与被 喷表面的夹角为30度左右;喷嘴系用T7或T8工具钢制成并淬火至硬度55HRC
(3)、选用直径为1.5mm的铸钢丸或者钢丝切丸;
(4)、调整压缩空气压力在0.6MPa;喷丸压力:0.1MPa
(5)、在对产品进行喷丸之前,先喷A试片,A试片的弧高度为0.70mm;将 A试片安装到专门的喷丸夹具中,使用与产品喷丸相同的工艺参数对A试片进行 喷丸,验证不同的喷丸参数得到的喷丸强度,喷丸残余压应力:表面不低于 500Mpa,残余压应力层不少于400mm,喷丸面表面粗糙度:Rz<16μm;Wt<25μm;
(6)、再使用专门的喷丸夹具,按照与产品喷丸相同的工艺参数对A试块进 行喷丸,检验确定工艺参数喷丸产生的残余压应力状态;
(7)、运行程序,对目标喷丸区进行2遍较高喷丸强度的喷丸,喷丸强度 0.475mmA;
(8)、调整喷丸参数,运行程序,对目标喷丸区进行1遍较低喷丸强度的喷 丸,喷丸强度0.275mmA;
(9)、卸下并清理、清洗叶片至表面无杂物;
(10)、用放大镜检测喷丸区的表面覆盖率为175%。
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