專利名稱：一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片制造技術(shù)，具體是涉及一種單晶葉片表面晶粒腐蝕的方法。
背景技術(shù)：
目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片多為等軸晶、定向柱晶葉片，普遍采用硫酸銅腐蝕法、三氯化鐵腐蝕法腐蝕葉片表面晶粒，因等軸晶、定向柱晶葉片存在著晶界，采用硫酸銅、三氯化鐵腐蝕工藝方法，表面晶粒腐蝕效果很好，并能清晰的顯示出葉片的表面組織。
隨著先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代，單晶葉片在渦輪轉(zhuǎn)子中的應(yīng)用越來越廣泛。因單晶葉片沒有晶界，采用普通的腐蝕工藝方法，如硫酸銅、三氯化鐵腐蝕工藝方法，無法快速有效的腐蝕單晶葉片表面。單晶葉片表面的晶粒缺陷，如亞晶界、再結(jié)晶、等軸晶、雀斑、 雜晶等，如果不能通過表面晶粒腐蝕的方法檢查出來，一旦投入裝機(jī)使用，其危害性很大， 嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng) 機(jī)失事。因此，需要研發(fā)出一種便捷、安全、可靠、環(huán)保并適合單晶葉片表面晶粒腐蝕的方法是勢(shì)在必行。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕的方法。具體是采用雙氧水和鹽酸的混合液在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕。
本發(fā)明提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于以雙氧水和鹽酸的混合液作為腐蝕液在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕。
本發(fā)明提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述雙氧水和鹽酸溶液的體積比為(2. 5^3.0) :10。
本發(fā)明提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述腐蝕時(shí)間為 40s 60s。
本發(fā)明提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述方法可應(yīng)用于所有的單晶合金葉片表面晶粒的腐蝕本發(fā)明提供一種采用雙氧水和鹽酸混合液對(duì)單晶葉片表面晶粒進(jìn)行腐蝕，若當(dāng)雙氧水的配比低于2. 5時(shí)，則單晶葉片表面腐蝕很困難，通常需要腐蝕多次表面晶粒才能勉強(qiáng)看清，這不僅加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，還造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染；若當(dāng)雙氧水的配比為2. 5 時(shí)，則可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，而且不會(huì)造成過腐蝕，損傷葉片表面；若當(dāng)過雙氧水的配比為3. O時(shí)，也可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，且能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，不會(huì)造成過腐蝕，損傷葉片表面；若當(dāng)雙氧水的配比大于3. O且小于3. 5時(shí)，則可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，也能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，但會(huì)對(duì)葉片表面造成過腐蝕傷害，同時(shí)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染；若當(dāng)雙氧水的配比大于3. 5時(shí)，也可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，但過腐蝕會(huì)對(duì)葉片造成嚴(yán)重的傷害。在后續(xù)的檢驗(yàn)中，如表面經(jīng)熒光檢驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熒光顯示，葉片表面有熒光顯示時(shí)，需要拋修、打磨，熒光顯示嚴(yán)重時(shí)需要過量拋修、打磨，就會(huì)導(dǎo)致葉片局部尺寸超差，甚至報(bào)廢，同時(shí)造成更大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
本發(fā)明提供的一種單晶葉片表面晶粒腐蝕的方法，研制初期，經(jīng)某機(jī)單晶低壓渦輪工作葉片研制試驗(yàn)考核，腐蝕單晶葉片800余片，以每片創(chuàng)造價(jià)值1000元計(jì)算，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值80萬元，該項(xiàng)技術(shù)可滿足該葉片的研制生產(chǎn)需要。單晶葉片小批量生產(chǎn)后，每年至少可為公司增創(chuàng)500萬元的新增產(chǎn)值。
本發(fā)明在腐蝕的過程中產(chǎn)生的有害氣體、廢液，整個(gè)腐蝕過程采取了在密閉環(huán)境中進(jìn)行，并將廢氣、廢液通入氫氧化鈉和氫氧化鉀的堿液中，達(dá)到了環(huán)保的目的。
本發(fā)明具有便捷、安全、可靠、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，通過合理配制腐蝕液的配比，可以快速有效地對(duì)單晶葉片表面晶粒進(jìn)行腐蝕，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，更有效地降低了廢氣對(duì)環(huán)境的污染，有望產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為單晶葉片表面晶粒腐蝕工藝。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明給予進(jìn)一步的說明，當(dāng)然，本發(fā)明不僅限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1 DD5單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD5單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。先將5L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸要沒過擺放的葉片，再將體積比10:3 比例的1. 5L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí) 腐蝕液就與DD5單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)40s 60s 腐蝕后，腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水,注水時(shí)間為3 5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸按3:10的比例混合時(shí)，腐蝕液可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，且不會(huì)造成過腐蝕，不會(huì)損傷葉片表面。
實(shí)施例2 DD6單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD6單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。將5 L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸要沒過擺放的葉片，再將10:2. 5比例的1. 25 L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí)腐蝕液就與單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)40s 60s腐蝕后， 腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水，注水時(shí)間為3 5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。 用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸按1:4的比例混合時(shí)，腐蝕液可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，且不會(huì)造成過腐蝕，不會(huì)損傷葉片表面。
對(duì)比例I DD5單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD5單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。先將5L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸要沒過擺放的葉片，再將5:1比例的 I L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí)腐蝕液就與單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)40s 60s腐蝕后，腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水, 注水時(shí)間為:T5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸的配比為1:5時(shí)，單晶葉片表面腐蝕困難，通常需要腐蝕多次表面晶粒才能勉強(qiáng)看清，這不僅加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，還造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。
對(duì)比例2 DD6單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD6單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。先將5 L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸需沒過擺放的葉片，再將10:3. 2比例的1. 6L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí)腐蝕液就與單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)40s 60s腐蝕后， 腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水，注水時(shí)間為3 5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。 用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸的配比為3. 2:10時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，也能夠得到葉片清晰的表面晶粒組織，但會(huì)對(duì)葉片表面造成過腐蝕傷害，同時(shí)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
對(duì)比例3 DD6單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD6單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。將5 L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸需沒過擺放的葉片，再將2. 5:1比例的2 L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí)腐蝕液就與單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)40s 60s腐蝕后，腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi) 注水，注水時(shí)間為T5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸的配比為1:2.5時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕，但會(huì)產(chǎn)生過腐蝕現(xiàn)象，過腐蝕會(huì)對(duì)葉片造成嚴(yán)重的傷害，且在后續(xù)的表面熒光檢驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熒光顯示，此時(shí)需要拋修、打磨，熒光顯示嚴(yán)重時(shí)需要過量拋修、打磨，這樣會(huì)導(dǎo)致葉片局部尺寸超差，甚至報(bào)廢，同時(shí)造成更大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
對(duì)比例4 DD5單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD5單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。將5 L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸要沒過擺放的葉片，再將10:2. 5比例的1. 25 L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí)腐蝕液就與單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)20s 35s腐蝕后， 腐蝕槽內(nèi)仍有大量氣泡,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水,注水時(shí)間為 3 5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸的配比為1:4，經(jīng)20s 35s腐蝕后，發(fā)現(xiàn)單晶葉片表面晶粒腐蝕不完整，沒有達(dá)到良好的腐蝕程度，有可能會(huì)導(dǎo)致葉片報(bào)廢，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
對(duì)比例5 DD6單晶合金葉片表面晶粒腐蝕方法。
將要腐蝕的24片DD6單晶合金葉片整齊地平放在腐蝕槽內(nèi)，腐蝕槽放在通風(fēng)櫥內(nèi)，打開抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。先將5L鹽酸倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，鹽酸要沒過擺放的葉片，再將體積比10:3 比例的1. 5L雙氧水一次性倒進(jìn)腐蝕槽內(nèi)，關(guān)好通風(fēng)櫥的門開始計(jì)時(shí)并觀察腐蝕現(xiàn)象。開始時(shí) 腐蝕液就與DD6單晶葉片劇烈反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣泡，逸出黃綠色的氯氣，經(jīng)65s 90s 腐蝕后，腐蝕槽內(nèi)氣泡逐漸消失并冒出大量的白煙,此時(shí)立即打開腐蝕槽上方的水龍頭往腐蝕槽內(nèi)注水,注水時(shí)間為3 5min。待通風(fēng)櫥內(nèi)的白煙抽干凈后可打開通風(fēng)櫥的門將腐蝕槽取出。用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈后對(duì)單晶葉片晶粒進(jìn)行檢查。將腐蝕過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液導(dǎo)入到加有酸堿指示劑的強(qiáng)堿液中進(jìn)行中和后排出。
當(dāng)雙氧水和鹽酸按3:10的比例混合，經(jīng)65s 90s腐蝕后，發(fā)現(xiàn)單晶葉片表面晶粒過腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，在葉片表面會(huì)形成一層黑色附著物，很難用刷子將葉片表面的附著物刷洗干凈，沒有達(dá)到良好的腐蝕效果，有可能會(huì)導(dǎo)致葉片報(bào)廢，增加勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
權(quán)利要求
1.一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于以雙氧水和鹽酸的混合液作為腐蝕液在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕。
2.按照權(quán)利要求1所述的單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述雙氧水和鹽酸溶液的體積比為(2. 5^3. O) :10。
3.按照權(quán)利要求1所述的單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述腐蝕時(shí)間為40s 60s。
4.按照權(quán)利要求1所述的單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于所述方法可應(yīng)用于所有的單晶合金葉片表面晶粒的腐蝕。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單晶葉片表面晶粒腐蝕方法，其特征在于，以雙氧水和鹽酸的混合液作為腐蝕液在短時(shí)間內(nèi)對(duì)單晶葉片進(jìn)行腐蝕。本發(fā)明具有便捷、安全、可靠、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，通過合理配制腐蝕液的配比，可以快速有效地對(duì)單晶葉片表面晶粒進(jìn)行腐蝕，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，更有效地降低了廢氣對(duì)環(huán)境的污染，有望產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C23F1/16GK103014708SQ20111028075
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者彭志江, 李建國, 樂獻(xiàn)剛, 史鳳嶺, 劉艷 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司