一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺 |
|||||||
| 申请号 | CN202111555785.5 | 申请日 | 2021-12-17 | 公开(公告)号 | CN114346597A | 公开(公告)日 | 2022-04-15 |
| 申请人 | 国营芜湖机械厂; | 发明人 | 程庆元; 夏敏; 孙同明; 南健; 代雪婷; 奚家冰; 罗峰; 宋圣强; 汪可华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及飞机燃油 电动 泵 再制造技术领域，具体为一种飞机燃油 电动泵 铝 合金 滤网 支架 再制造修复工艺，包括以下步骤：打磨修整：用电动打磨头对支 耳 断裂部位进行修整及粗打磨，并将待成型部位制成U型坡口，后用 砂纸 或 砂布 打磨去除毛刺，保持端口光滑；制 螺纹 孔：在待成型面上中心线 位置 附近配钻8mm深的 盲孔 ，并用丝锥制M2×0.25 内螺纹 。本发明有效地避免了传统修复方法热输入大，易导致零件 变形 、热裂纹倾向严重，成型体气孔 缺陷 多等问题，解决了燃油电动泵 铝合金 滤网支架的修理问题，实现了零件的再制造，避免了因滤网支架损伤而导致整个燃油电动泵重新换新的问题；可显著地提升该类损伤的修复率和修复效果，减少零件报废。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺，其特征在于：包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺技术领域背景技术[0002] 燃油电动泵是飞机燃油系统中用于油箱燃油输送的重要部件，其滤网支架主要用于支撑滤网，过滤系统中的杂质和污染物，避免其进入飞机发动机的作用。该支架材料为铸造铝合金，承受载荷不大，但由于本身强度不高且主要支撑部位属薄壁件，易在拆装过程中出现损伤导致支耳发生断裂，由于该零件无备件采购途径且重新制造成本高，无法修复则需对整个电动泵进行换新，因此从必要性和经济性考虑，均需对该零件开展修复。 [0003] 为保证零件修复后的可靠，修复时考虑主要方式是在零件基体上开展增材成型，该支撑架需成型尺寸约为4mm×8mm×20mm，壁厚在(3～4)mm间。针对该损伤曾采用氩弧焊堆焊和激光熔覆的方法开展过修复，其中氩弧焊堆焊工艺热输入大，易导致零件变形且在热影响区附件产生热应力裂纹；激光熔覆工艺由于铝粉的反射性较高，导致粉末无法有效沉积，且成型后支耳内部产生大量气孔，质量较差。 发明内容[0004] 针对上述技术问题，本发明提出了一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺。采用预埋支柱加冷喷涂成型的复合修复方法，可在较低的温度下，实现塑性较好的铝合金粉末的冷态增材成型，成型厚度大，成型孔隙率低，在避免了常规工艺修复缺陷的基础上，实现了零件的再制造修复。避免了因滤网支架无法修复而导致整个燃油电动泵重新换新的问题。 [0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： [0006] 一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺，包括以下步骤： [0009] (三)预埋支柱：用硬铝材料加工铝合金支柱，并在支柱一端制长度为8mmdM2×0.25的外螺纹，在螺纹段上涂抹J‑168金属胶粘剂后拧入，室温固化24h后用砂纸打磨掉残留胶液，用洁净、干燥的压缩空气吹净待修复表面； [0012] (六)喷涂前预热：预处理后2h内，在干燥箱中对零件进行干燥； [0013] (七)零件喷涂：采用冷喷涂按照设定好的工艺参数进行喷涂； [0014] (八)涂层加工：根据要求对涂层进行打磨及修整至过渡平滑，无棱角，粗糙度不劣于Ra1.6μm； [0016] (十)去应力处理：打磨完成后24h内，进行低温回火消除应力处理； [0017] (十一)着色探伤：刷涂色渗透剂以及喷涂显像剂，并在自然光或在白光灯下进行痕迹观察，观察是否出现缺陷痕迹，若出现，则返工重复执行步骤(一)至(十)，直至不出现缺陷痕迹为止； [0018] (十二)性能试验：按燃油电动泵修理工艺进行强度试验和磨合试验。 [0020] 优选地，步骤(六)中预热温度为50～60℃。 [0021] 优选地，步骤(七)中冷喷涂工艺参数具体为：喷涂粉末为2024铝合金与氧化铝混合粉末，粉末粒度范围5～45μm，氧化铝占比20～30％，喷涂气体为氮气，喷涂温度为475～525℃，喷涂压力为160～190psi，喷涂角度为80±10°，喷枪距离15～25mm，送粉量10～20g/min。 [0022] 优选地，步骤(七)冷喷涂具体过程： [0023] (a)控制喷枪移动速度保持涂层单层厚度在0.05～0.1mm之间； [0024] (b)喷涂2～3层后停枪1～min，用压缩空气对零件进行冷却； [0025] (c)零件冷却至50～60℃时重新进行喷涂，反复执行多遍至所需涂层厚度时停止喷涂。 [0026] 优选地，步骤(八)中涂层加工的具体过程为：根据图样中零件的尺寸和精度要求，采用电动打磨头将涂层高点打磨平整，再用钳工修整至图样要求的尺寸精度。 [0028] 优选地，步骤(十一)中着色探伤的具体过程为： [0029] (A)用毛笔或毛刷蘸取着色渗透剂刷涂在被检表面，刷涂后等待2～3min，重复刷涂3～4次； [0030] (B)渗透时间至少20min后，喷涂施加显像剂，并在10～30min内，在充足的自然光或在白光灯下进行痕迹观察； [0031] (C)察是否出现缺陷痕迹，若出现，则返工重复执行步骤(一)至(十)，直至不出现缺陷痕迹为止。 [0032] 优选地，步骤(十二)中强度试验的具体过程为： [0034] (2)将进油管嘴接入燃油试验台，堵住出油管嘴，按1.5倍最高设计工作压力供压，保持压力3min； [0035] (3)观察是否有渗漏油现象，试验后支架是否出现永久变形。 [0036] 优选地，步骤(十二)中磨合试验的具体过程为： [0037] (S1)将电动泵接入试验台； [0038] (S2)分别在零流量和满流量下运转5min和10min，反复连续运行2h； [0039] (S3)观察是否运行平稳，泵出口压力是否合格，试验后主要运动部件和支架表面是否有异常磨损和其他故障现象。 [0040] 本发明的有益效果是： [0041] 本发明有效地避免了传统修复方法热输入大，易导致零件变形、热裂纹倾向严重，成型体气孔缺陷多等问题，解决了燃油电动泵铝合金滤网支架的修理问题，实现了零件的再制造，避免了因滤网支架损伤而导致整个燃油电动泵重新换新的问题；可显著地提升该类损伤的修复率和修复效果，减少零件报废。附图说明 [0042] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明： [0043] 图1为本发明的流程图； [0044] 图2为飞机燃油电动泵铝合金滤网支架的结构示意图； [0045] 图3为焊接和冷喷涂修复组织的对比图。 [0046] 图中：1、滤网支架主体；2、支耳；3、冷喷涂成型支耳；4、预埋支柱。 具体实施方式[0047] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。 [0048] 如图2所示，为飞机上一种燃油电动泵铝合金滤网支架的结构示意图，包括滤网支架本体1、支耳2、冷喷涂成型支耳3、预埋支柱4。所述支耳2用于支撑滤网，支耳2在滤网支架本体1设有三个，呈120°分布，支耳2为薄壁件，厚度3mm，在拆装时易发生断裂。 [0049] 如图1所示，一种飞机燃油电动泵铝合金滤网支架再制造修复工艺，包括以下步骤： [0050] (一)打磨修整：用电动打磨头对支耳断裂部位进行修整及粗打磨，打磨以完全去除支架的断裂源区为原则进行控制，打磨后在待成型部位制成U型坡口，并用不小于180号的砂纸或砂布打磨去除边缘毛刺，保持端口光滑。 [0051] (二)制螺纹孔：在待成型面上中心线位置附近配钻深度为8mm左右的盲孔，并在盲孔内丝锥制M2×0.25内螺纹。 [0052] (三)预埋支柱：用硬铝材料(LY12)加工铝合金支柱，并在支柱一端制长度为8mm左右的M2×0.25外螺纹，螺纹段上涂抹J‑168金属胶粘剂后拧入盲孔内，室温固化24h后用80号砂纸打磨掉残留胶液，用洁净、干燥的压缩空气吹净待修复表面，并确保无打磨、加工后残留碎屑。 [0053] 进一步地，J‑168金属胶粘剂配置方法为：环氧树脂、200#聚酰胺、固化剂703、石棉按100：20：12：5的比例进行混合，搅拌5min混合均匀后立即使用。 [0054] (四)防护：用耐高温胶带对非喷涂区域进行遮蔽防护。 [0055] (五)清理：对零件进行超声波清洗，并用毛刷对待喷涂区域进行局部精洗，清洗后用洁净、干燥的压缩空气吹干零件表面。 [0056] (六)表面预处理：用60～80目棕刚玉砂对零件基体进行吹砂毛化，用80号的碳化硅砂纸对铝合金支柱进行打磨毛化，表面预处理后要求待喷涂表面粗糙均匀，无金属光泽和暗斑，预处理后应在2小时内进行喷涂。 [0057] (七)喷涂前预热：为提升涂层结合性能，对零件进行干燥及预热处理，预热在干燥箱中进行，温度50～60℃，预热过程中须用干净的无绒布手套或其它避免污染表面的方法拾取、触碰待冷喷涂的零件，禁止直接用手触碰零件待喷涂表面。 [0058] (八)零件喷涂：采用冷喷涂进行增材成型。主要工艺参数如下： [0059] 粉末规格：2024铝合金与氧化铝混合粉末，其中粉末粒度范围5～45μm，氧化铝占比20％～30％。喷涂工艺气体：氮气；喷涂工艺温度：475～525℃；喷涂工艺压力：160～190psi；喷涂角度：80±10°；喷枪距离：15～25mm；送粉量：10～20g/min。 [0060] 喷涂过程中为防止零件超温，通过控制喷枪移动速度保证涂层单层厚度在(0.05～0.1mm之间，喷涂2～3层后停枪1～2min用压缩空气对工件进行冷却，待基体冷却至50～60℃时重新进行喷涂，反复执行多遍至所需涂层厚度时停止喷涂。 [0061] (九)涂层加工：根据图样中零件的尺寸和精度要求，先采用电动打磨头将涂层高点打磨平整，再用钳工修整至图样要求的尺寸精度，打磨后要求涂层过渡平滑，无棱角，粗糙度不劣于Ra1.6μm。 [0062] (十)验装验证：按燃油电动泵的装配要求，将滤网装配至产品中并对滤网进行固定，固定后检查叶轮、扩散器等主要运动部件与滤网间的间隙，要求间隙0.3～0.7mm间，若不合格，则通过重复步骤(九)中手工打磨支臂尺寸进行局部间隙调整。 [0063] (十一)去应力处理：打磨完成后24h内，进行低温回火消除应力处理，热处理制度为：140±10℃温度下，保温4h。 [0064] (十二)着色探伤：去应力处理后，用毛笔或毛刷蘸取着色渗透剂刷涂在被检表面，等待2～3min后，重复刷涂3～4遍以保证被检面被完全覆盖，渗透至少20min后，喷涂施加显像剂，并在10～30min内在充足的自然光或在白光灯下进行痕迹观察，不允许出现缺陷痕迹显示，否则返工重复执行步骤(一)～(十一)，直至合格。 [0065] (十三)性能试验：按燃油电动泵修理工艺开展以下性能试验： [0066] 强度试验：电动泵装配后，在工作环境温度20±10℃，相对湿度20～80％条件下，将进油管嘴接入燃油试验台，堵住出油管嘴，按1.5倍最高设计工作压力供压，保持压力3min，试验中不应有渗漏油等现象，试验后支架不允许出现永久变形。 [0067] 磨合试验：将电动泵接入试验台，分别在零流量和满流量下运转5min和10min，反复连续运行2h，要求运行平稳，泵出口压力合格，试验后分解检查主要运动部件和的支架表面质量，不允许有异常磨损和其它故障现象。 [0068] 通过上述技术方案，与现有技术相比，如图3所示，图3中(a)为现有采用焊接修复，在修复层组织内部会出现大量孔洞和微裂纹，该类缺陷均可能导致零件在使用过程中发生扩展，并最终导致零件失效；而图3中(b)为采用冷喷涂修复，可见修复层组织状态良好，通过在涂层粉末中添加氧化铝，可使涂层组织更加致密，测算后涂层孔隙率仅0.2％左右。 [0069] 因此采用了本发明中预埋支撑加冷喷涂成型的修复方法，可解决燃油电动泵铝合金滤网支架的修理问题，实现了零件的再制造，避免了因滤网支架损伤而导致整个燃油电动泵重新换新的问题，可显著提升该类损伤的修复率和修复效果，减少零件报废。 [0070] 本发明通过预埋支柱加冷喷涂成型的复合方法，可在较低的温度下，实现塑性较好的铝合金粉末的冷态增材成型，实现了损伤零件的再制造。利用冷喷涂内应力小的优势，通过采用冷喷涂代替焊接进行增材成型恢复零件断裂支臂。 [0071] 进一步地采用了预埋铝合金支柱加冷喷涂成型，保证了增材支臂的结构强度。 [0072] 进一步地采用了在支柱螺纹端涂抹J‑168金属胶粘剂固定，并对金属胶粘剂的配比进行了陈述，保证了铝合金支柱与零件的结合效果。 [0073] 进一步地喷涂采用了2024铝合金与氧化铝混合粉末，制备了孔隙率0.2％的冷喷涂涂层，并对喷涂工艺参数进行了优化，保证了喷涂层性能。 |
||||||
