一種汽輪機葉片及其表面預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電鍍鎳領域，涉及一種汽輪機葉片及其表面預處理方法，尤其涉及一種在釬焊司太立合金片前經表面預處理得到的汽輪機葉片及其表面預處理方法。
【背景技術】
[0002]汽輪機葉片高速運行過程中因水汽等物質的存在會產生水蝕破壞，因此，汽輪機末級和次末級葉片往往需要釬焊一條具有良好耐水蝕性能的司太立合金片減緩葉片的水蝕破壞。
[0003]釬焊是將葉片待釬焊區域局部以及司太立合金片進行加熱，連接本體與合金片的釬料熔化后發生流動并充分填充本體與合金片之間的間隙，冷卻后將合金片連接于本體之上完成合金片的釬焊。由于合金片一般均為長條形非規則結構，合金片與本體的貼合面積大，合金片為非規則形狀，很容易導致銀焊料的流動不暢而引起貼合不良而造成釬焊不合格。有些葉片在設計時，要求釬焊前將合金槽進行電鍍處理，由于鎳層的存在，提高了熔融釬料的潤濕性能，增加釬料熔化后的釬料的流動性，同時由于鎳層的存在，減少了釬焊加熱時氧化物對熔融釬料的污染。傳統的電鍍鎳工藝一般為裝飾性功能的電鍍工藝，對電鍍層無結合力的要求，對于鎳層經高溫處理后仍然需要具備較高的結合強度的電鍍工藝更是少之又少;且汽輪機葉片材料一般為馬氏體沉淀硬化不銹鋼，該材料在酸性條件下，會迅速產生一層薄薄的鈍化膜，在這種材料下進行電鍍時，常常因為電鍍上鎳速度慢使得鎳層附著于快速形成的鈍化膜表面，影響鎳層的結合力性能。
[0004]因此，在這樣的技術背景下，亟需開發出一種適用于汽輪機葉片鋼材料的電鍍純鎳工藝，使其不僅能滿足葉片對于電鍍純鎳厚度的要求，而且還能滿足鎳層經受600?800°C高溫后不發生剝落和起皮等問題，以及結合力符合IS02819的要求。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種在釬焊司太立合金片前經表面預處理得到的汽輪機葉片及其表面預處理方法。本發明通過預處理、沖擊鍍鎳以及主鍍鎳處理對汽輪機葉片進行預處理，可在汽輪機葉片表面得到一層厚度達5?150μπι的鍍層，其具有優良的結合力，尤其是在經受600?800°C高溫后仍然可以保持較好的結合力，并且不會現開裂、剝落以及起皮等現象。
[0006]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]第一方面，本發明提供了一種汽輪機葉片表面預處理方法，所述方法包括以下步驟:
[0008](1)對葉片表面進行鍍前處理；
[0009 ] (2)在經過鍍前處理的葉片表面進行沖擊鍍鎳打底；
[0010](3)在經過沖擊鍍鎳打底的葉片表面進行主鍍鎳增厚處理，然后經清洗、吹干和毛化處理得到所需葉片。
[0011]以下作為本發明優選的技術方案，但不作為本發明提供的技術方案的限制，通過以下技術方案，可以更好的達到和實現本發明的技術目的和有益效果。
[0012]作為本發明的優選方案，所述葉片為馬氏體沉淀硬化不銹鋼材料。
[0013]其中，馬氏體沉淀硬化不銹鋼材料可為0Crl7Ni4Cu4Ni和X4CrNiMoCul4_5等材料，該材料被加工成汽輪機末級或次末級動葉片，葉片上帶有釬焊合金槽。
[0014]作為本發明的優選方案，步驟(1)對葉片表面進行鍍前處理為對葉片表面的待電鍍區域和非電鍍區域進行鍍前處理。
[0015]優選地，對葉片表面的待電鍍區域進行鍍前處理為:對葉片表面的待電鍍區域依次進行毛化處理、除油處理、酸洗處理和清洗處理。
[0016]其中，對葉片表面進行毛化處理，是為了增加電鍍純鎳的結合力；除油處理是為了去除葉片表面機械加工過程中殘留下的油脂等污染物，為電鍍提供清潔的待鍍表面;酸洗處理是為了去除工件表面的氧化皮和氧化膜;清洗處理是為了將經過酸洗后的葉片表面清洗干凈。
[0017]優選地，對葉片表面的非電鍍區域進行鍍前處理為:對葉片表面非電鍍區域進行保護和遮蔽。
[0018]作為本發明的優選方案，所述毛化處理為:用百潔布、砂紙或紗布中任意一種或至少兩種的組合對待電鍍區域表面進行毛化。
[0019]優選地，所述毛化處理后葉片表面的粗糙度為Ru0.8?6.4μπι，例如Ru0.8ym、Rul.0μπι>Ru 1.5um>Ru2.0um>Ru2.5um>Ru3.0um>Ru3.5um>Ru4.0um>Ru4.5um>Ru5.0um>Ru5.5wn、Ru6.Ομπι 或 Ru6.4μπι 等。
[0020]優選地，所述除油處理包括化學除油和電解除油。
[0021]優選地，所述化學除油為:用堿性溶液或除油粉水溶液對葉片表面進行化學除油。
[0022]優選地，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或氫氧化鈣溶液中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有:氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液的組合，碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的組合，碳酸氫鈉溶液和氫氧化鈣溶液的組合，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的組合，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液和氫氧化1丐溶液的組合等。
[0023]優選地，所述堿性溶液的濃度為30?50g/L，例如30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或50g/L 等。
[0024]優選地，所述堿性溶液或除油粉水溶液的溫度為50?60°C，例如50°C、51°C、52°C、53°C、54°C、55°C、56°C、57°C、58°C、59°C 或 60°C 等，進一步優選為 55°C。
[0025]優選地，所述化學除油的時間為3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進一步優選為4?6min。
[0026]優選地，所述電解除油為:將經過化學除油的葉片進行清洗，然后用電解液對經過清洗后的葉片進行電解除油。
[0027]其中，將經過化學除油的葉片進行清洗為兩道水洗，但不限于兩道水洗，主要是以將工件表面的殘留溶液清洗干凈為目的。
[0028]優選地，所述電解液為氫氧化鈉和磷酸鈉的混合溶液。
[0029]優選地，所述電解液中氫氧化鈉的濃度為40?80g/L，例如40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L 或 80g/L 等，磷酸鈉的濃度為 20 ?40g/L，例如 20g/L、25g/L、30g/L、35g/L 或 40g/L 等。
[0030]優選地，所述電解液的pH值為12?16，例如12、13、14、15或16等，進一步優選為14。
[0031]優選地，所述電解液的溫度為40?60°C，例如40°C、43°C、45°C、47°C、50°C、53°C、55°C、57°C或60°C等，進一步優選為50°C。
[0032]優選地，所述電解除油的電壓為2?5V，例如2V、3V、4V或5V等，進一步優選為3V。
[0033]優選地，所述電解除油的時間為3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進一步優選為4?6min。
[0034]經除油處理徹底除油后的表面可以提高鍍層與本體的結合強度。
[0035]優選地，所述酸洗處理為:將經過除油處理的葉片進行清洗后，用酸性溶液進行酸洗處理。
[0036]其中，經過除油處理的葉片進行清洗是為了將電解除油后的表面的殘留溶液清洗干凈。
[0037]優選地，所述酸性溶液為鹽酸溶液。
[0038]優選地，所述酸洗時間為2?8111；[11，例如2111；[11、3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，進一步優選為3?4min。
[0039]作為本發明的優選方案，步驟(2)在經過鍍前處理的葉片表面進行沖擊鍍鎳打底前對葉片表面的待電鍍區域進行活化處理。
[0040]優選地，所述活化處理為:在15?30°C下(即室溫)用濃度為20?30g/L的酸性溶液對葉片表面的待電鍍區域進行活化處理，其中酸性溶液的濃度可為20g/L、23g/L、25g/L、27g/L 或 30g/L 等。
[0041 ]優選地，所述