0?40L/min ；
[0024]3)填充材料是顆粒尺寸為Φ35?Φ 300 μ m的不銹鋼金屬粉末，該不銹鋼的化學成分及質量百分比是:C:彡0.16%、S1:彡0.70%、Μη:0.5?1.0%、S:彡0.015%、Ρ..( 0.020%, S+P..( 0.030%、Cr:13.0 ?17.5%, N1:4.5 ?7.5%、Mo:1.0 ?3.5%、Nb..( 1.0%, Ti..( 0.75%, N:0.05 ?0.10%, Fe 為基體元素，且 0、N、Η 雜質元素總量^ 0.5% ；
[0025]4)修復完成后，采用150?500°C的溫度對修復后的飛機端軸頸零件進行1?2小時的等溫熱處理以去除恪覆金屬中的殘余應力。
[0026]實施例一:
[0027]1.飛機端軸頸缺陷情況分析:
[0028]端軸頸是固定飛機發動機的承力關鍵件，由lCrl5Ni4Mo3N沉淀硬化不銹鋼精密鑄鍛而成。飛機到翻修周期時，由于長期使用，在該端軸頸零件的表面出現了明顯的機械磨損或劃傷缺陷，如圖1所示。由于端軸頸表面的缺陷深度不一，最大深度接近2.0mm，為了保證端軸頸修復區域的力學性能，同時考慮到熔覆層與基體材料膨脹系數的匹配性，確定采用膨脹系數和材質相近的沉淀硬化不銹鋼金屬粉末作為端軸頸激光熔覆修復的填充材料。
[0029]2.飛機端軸頸缺陷修復
[0030](1)零件測量和記錄，檢查并記錄端軸頸的編號，采用千分尺測量得零件原始直徑為Φ56ι?πι，缺陷區域長約為45mm、寬約為25mm，缺陷的最大深度約為2.0mm，并將缺陷位置作好標記、記錄相關尺寸參數；
[0031](2)修復前零件表面清理，磨削時將端軸頸墊在工作臺上用軟木塊牢固夾持；采用磨床設備去除端軸頸損傷區域的缺陷和氧化層，直到露出金屬光澤為止，磨削深度約為
2.5mm，磨削時不得損傷零件表面的其它區域，并用丙酮去除零件表面的油脂等污染物；
[0032](3)激光三維熔覆成形修復，采用的設備是6KW三維激光焊接、制備系統(德國Arnold公司)，在送粉器中裝入200?1000g顆粒尺寸Φ45?Φ 150 μm的球形沉淀硬化不銹鋼金屬粉末，該粉末的化學成分及質量百分比是:C:0.10%, Si:0.25%, Μη:0.56%,S:0.005%、Ρ 0.010%、Cr:13.7%、N1:5.2%、Mo:1.5%, Nb:0.32%、T1:0.51%、N:0.082%，余量為Fe，且0、Ν、Η雜質元素總量< 0.5%，以激光同軸送粉的方式對端軸頸表面缺陷區域進行激光熔覆修復，采用的激光熔覆參數為:激光功率為800W、激光掃描速度為800mm/min、送粉速度為8g/min、道次間的搭接率為35%、內保護氬氣流量為25L/min、外保護氬氣流量為25L/min。熔覆層高度約為2.7mm ;
[0033](4)熔覆后的尺寸測量，采用游標卡尺、千分尺等測量工具，測量端軸頸修復區的直徑等尺寸，以確保維修區域高度有足夠的加工余量，記錄測量數據，并計算熔覆層高度。
[0034](5)無損檢測，采用熒光和磁粉探傷方法，對激光熔覆修復區進行無損探傷，檢查是否存在裂紋、氣孔和未熔合等缺陷。
[0035](6)去應力和性能恢復熱處理，針對端軸頸零件的化學成分、組織等材料特性，按照《中國航空材料手冊》、HB/Z 318-1998和HB/Z 316-2000中的熱處理制度規定，采用150?500°C的溫度對激光熔覆后的端軸頸進行1?2小時的等溫去應力和性能恢復熱處理。
[0036](7)零件磨削與尺寸恢復，采用仿形加工方式磨削激光熔覆修復區域，恢復端軸頸的標準尺寸，同時按照表面光潔度要求，依次采用400-1200號砂紙來提高修復區域表面的光潔度，以滿足圖紙或裝配要求，修復后的端軸頸如圖2所示。
【主權項】
1.一種飛機端軸頸零件表面的激光熔覆修復方法，所述端軸頸的材料為lCrl5Ni4Mo3N沉淀硬化不銹鋼，所述飛機端軸頸零件缺陷是指在零件表面局部區域內的機械磨損或劃傷，缺陷深度為0.5?2.0mm，該激光熔覆修復方法是采用激光三維熔覆成形工藝及設備來完成的，其特征在于:針對飛機端軸頸零件激光熔覆修復方法的步驟包括: 1)對待修復飛機端軸頸零件表面的損傷區域進行磨削，去除表面雜質和氧化層，磨削深度大于損傷區域的最大深度； 2)采用激光三維熔覆成形修復的工藝參數為:激光功率為500?1250W、激光掃描速度為400?1200mm/min、送粉方式為同軸的高純度氬氣送粉、送粉速度為3?15g/min、道次間的搭接率為30?70%、氣體保護方式為同軸雙通道的高純度氬氣保護、內保護氬氣流量為5?40L/min、外保護氬氣流量為10?40L/min ； 3)填充材料是顆粒尺寸為Φ35?Φ300μπι的不銹鋼金屬粉末，該不銹鋼的化學成分及質量百分比是:C..( 0.16%、S1..( 0.70%、Μη:0.5 ?1.0%、S..( 0.015%、P:彡 0.020%、S+P:彡 0.030%、Cr:13.0 ?17.5%、N1:4.5 ?7.5%、Mo:1.0 ?3.5%、Nb:(1.0%、Ti 0.75%, N:0.05 ?0.10%，余量為 Fe，且 0、N、H 雜質元素總量彡 0.5% ； 4)修復完成后，采用150?500°C的溫度對修復后的飛機端軸頸零件進行1?2小時的等溫熱處理以去除恪覆金屬中的殘余應力。2.根據權利要求1所述的一種飛機端軸頸零件表面的激光熔覆修復方法，其特征是，當采用設備為Arnold 6KW三維激光焊接、制備系統時，所用的激光熔覆成形修復工藝參數為:激光功率為700?1000W、激光掃描速度為600?1000mm/min、送粉方式為同軸的高純度氬氣送粉、送粉速度為4?8g/min、道次間的搭接率為35?50%、氣體保護方式為同軸雙通道的高純度氬氣保護、內保護氬氣流量為10?30L/min、外保護氬氣流量為15?30L/min03.根據權利要求1所述的一種飛機端軸頸零件表面的激光熔覆修復方法，其特征是，當采用設備為Arnold 6KW三維激光焊接、制備系統時，所述的填充材料是顆粒尺寸為Φ45?Φ 150 μ m球形的不銹鋼金屬粉末。
【專利摘要】本發明屬于激光熔覆技術領域，涉及一種針對飛機端軸頸零件表面的激光熔覆修復方法，尤其涉及一種采用激光熔融沉積技術對飛機端軸頸零件在長期服役后出現的機械磨損和劃傷故障進行修復。該方法針對該零件表面出現的機械磨損和劃傷等缺陷，選用球形沉淀硬化不銹鋼金屬粉末，采用合理的激光熔覆工藝參數，并通過特定的熱處理工藝去除熔覆后零件中的殘余應力，從而恢復該飛機端軸頸的性能，實現延壽修復。修復的端軸頸零件變形幾乎為零，熱影響區深度不超過0.5mm；修復區域無裂紋、未熔合、夾渣等缺陷；修復的端軸頸恢復了使用性能。
【IPC分類】C22C38/44, B22F1/00, C23C24/10, C22C38/48, C22C38/50
【公開號】CN105256249
【申請號】CN201510802021
【發明人】秦仁耀, 張學軍, 郭紹慶, 唐思熠, 孫兵兵
【申請人】中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月19日