《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》是無錫透平葉片有限公司於2013年12月15日申請的專利，該專利的申請號為2013106792211，公布號為CN103659201A，公布日為2014年3月26日，發明人是張鐵磊、王進、王烜烽，該專利涉及汽輪機葉片的加工技術領域。
《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》其目的是提供一種有利於保證葉片加工製造精度、熔覆變形量相對較小、刀具損耗合理的一種汽輪機葉片加工工藝。其包括以下工藝流程：（1）制坯；（2）模鍛成型；（3）熱處理；（4）粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件餘量，並將熔覆槽加工至公差範圍內；（5）在雷射熔覆槽內雷射熔覆司太立合金；（6）採用壓力機對熔覆後的葉片進行校正；（7）對雷射熔覆區域進行射線及滲透探傷；（8）對熔覆區域不合格的葉片進行氬弧焊補焊；（9）去應力熱處理；（10）綜合銑，將葉片加工至尺寸公差範圍內；（11）拋光，去除表面加工刀痕；（12）對葉片面進行噴丸處理。
2017年5月，《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》獲得第十屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝
- 公布號：CN103659201A
- 公布日：2014年3月26日
- 申請號：2013106792211
- 申請日：2013年12月15日
- 申請人：無錫透平葉片有限公司
- 地址：江蘇省無錫市惠山經濟開發區惠山大道1800號
- 發明人：張鐵磊、王進、王烜烽
- 分類號：B23P15/02（2006.01）I
- 代理機構：無錫盛陽專利商標事務所（普通合夥）
- 類別：發明專利
- 代理人：張寧
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
雷射熔覆司太立合金是2013年12月前較新的葉片防水蝕表面強化技術，該技術通過雷射將司太立合金粉末熔化並快速冷卻與葉片基體形成冶金結合，其利用司太立合金的高硬度和高耐磨性來提高葉片抗水蝕能力，較傳統釺焊結合強度高，並且可在汽輪機上直接修復。
相對傳統釺焊雷射熔覆儘管優點明顯，但也存在自身的一些特點，如雷射熔覆後殘餘應力大、大幅矯正易開裂，由於硬度高導致刀具損耗大以及搭接表面質量差，因此針對雷射熔覆技術在汽輪機葉片上的套用特點，重新設計探索汽輪機葉片的製造流程，合理安排雷射熔覆工序十分重要。
發明內容
專利目的
《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》的目的是提供一種有利於保證葉片加工製造精度、熔覆變形量相對較小、刀具損耗合理的一種汽輪機葉片加工工藝。
技術方案
《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》其特徵在於：其包括以下工藝流程：
（1）制坯，將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長等步驟將原材料按照葉片形狀分配，製成坯料；
（2）模鍛成型，將所述坯料鍛造至接近葉片形狀的葉片鍛件；
（3）熱處理，對所述模鍛成型後的葉片鍛件通過熱處理至性能滿足要求；
（4）粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件餘量，並將所述雷射熔覆槽加工至公差範圍內；
（5）在所述雷射熔覆槽內雷射熔覆司太立合金；
（6）校正，採用壓力機對熔覆後的葉片進行校正；
（7）探傷，對司太立合金雷射熔覆區域進行射線及滲透探傷；
（8）補焊，對所述熔覆區域不合格的葉片進行氬弧焊補焊；
（9）去應力熱處理，去除雷射熔覆、校正及補焊所產生的殘餘應力；
（10）綜合銑，將葉片加工至尺寸公差範圍內；
（11）拋光，去除葉片表面加工刀痕；
（12）噴丸，對葉片表面進行噴丸處理，形成壓應力層。
其進一步特徵在於：
所述模鍛成型，根據葉片尺寸不同，單邊餘量3毫米～5毫米；
所述粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽，通過銑加工將葉片加工至背弧型面內弧型面保留1毫米～2毫米餘量；
所述雷射熔覆，將司太立合金雷射熔覆於所述雷射熔覆槽內，直至司太立合金層至高於最終葉片尺寸0.5毫米～1.5毫米；
所述校正，校正後葉片最大變形量小於0.3毫米。
改善效果
採用《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》工藝後，汽輪機葉片的雷射熔覆變形量可以控制在合理範圍內，即可以防止校正開裂、能保證葉片加工尺寸精度的要求，又可以保證司太立合金的熔覆質量，且刀具磨損也可以控制在一個合理範圍內。
權利要求
1.《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》其特徵在於：其包括以下工藝流程：
（1）制坯，將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長等步驟將原材料按照葉片形狀分配，製成坯料；
（2）模鍛成型，將所述坯料鍛造至接近葉片形狀的葉片鍛件；
（3）熱處理，對所述模鍛成型後的葉片鍛件通過熱處理至性能滿足要求；
（4）粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽，通過銑加工去除一定鍛件餘量，並將所述雷射熔覆槽加工至公差範圍內；
（5）在所述雷射熔覆槽內雷射熔覆司太立合金；
（6）校正，採用壓力機對熔覆後的葉片進行校正；
（7）探傷，對司太立合金雷射熔覆區域進行射線及滲透探傷；
（8）補焊，對所述熔覆區域不合格的葉片進行氬弧焊補焊；
（9）去應力熱處理，去除雷射熔覆、校正及補焊所產生的殘餘應力；
（10）綜合銑，將葉片加工至尺寸公差範圍內；
（11）拋光，去除葉片表面加工刀痕；
（12）噴丸，對葉片表面進行噴丸處理，形成壓應力層。
2.根據權利要求1所述的一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝，其特徵在於：所述模鍛成型，根據葉片尺寸不同，單邊餘量3毫米～5毫米。
3.根據權利要求2所述的一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝，其特徵在於：所述粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽，通過銑加工將葉片加工至背弧型面內弧型面保留1毫米～2毫米餘量。
4.根據權利要求3所述的一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝，其特徵在於：所述雷射熔覆，將司太立合金雷射熔覆於所述雷射熔覆槽內，直至司太立合金層至高於最終葉片尺寸0.5毫米～1.5毫米。
5.根據權利要求4所述的一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝，其特徵在於：所述校正，校正後葉片最大變形量小於0.3毫米。
實施方式
- 實施例一
一種使用0Cr17Ni4Cu4Nb不鏽鋼材料的汽輪機末級葉片，其加工工藝如下：
（1）制坯：將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長、葉頂搭子成型及葉冠壓頸、葉身拔長及凸台成形、葉身前端方坯成型、葉根壓扁步驟將原材料按照葉片形狀分配；
（2）模鍛成型：經過2~5火次將坯料鍛造至接近葉片形狀，葉片單邊餘量3毫米；
（3）熱處理，葉片鍛件依次經過固溶、調整、時效熱處理工藝使葉片性能滿足要求；
（4）粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽：通過銑加工將葉片加工至背弧型面及內弧型面保留2毫米餘量，並將熔覆槽尺寸銑加工到公差範圍內；
（5）雷射熔覆，將司太立合金熔覆於雷射熔覆槽內，直至司太立合金層高於最終葉片尺寸1毫米；
（6）校正：採用壓力機對葉片進行校正，校正後後葉片最大變形量小於0.3毫米；
（7）探傷：對葉片的雷射熔覆區域進行射線及滲透探傷；
（8）補焊：對熔覆區域不合格的葉片進行氬弧焊補焊；
（9）去應力熱處理：去除雷射熔覆、校正及補焊所產生的殘餘應力；
（10）綜合銑：採用方箱定位將葉片葉身用錫鉍合金固定銑葉根，然後以方箱為基準將葉根尺寸加工到公差範圍內，再銑葉身，將葉片加工至尺寸公差範圍內；
（11）拋光：對葉片表面進行拋光，去除加工刀痕；
（12）噴丸：對葉片表面進行噴丸處理，形成壓應力層。
- 實施例二
一種使用0Crl3Ni8Mo2Al不鏽鋼材料的汽輪機末級葉片，其加工工藝如下：
（1）制坯：將原料通過鐓粗、葉根壓頸及葉身拔長、葉頂搭子成型及葉冠壓頸、葉身拔長及凸台成形、葉身前端方坯成型、葉根壓扁、葉身壓彎等步驟將原材料按照葉片形狀分配；
（2）模鍛：經過2~5火次鍛造至接近葉片形狀，葉片單邊餘量4毫米；
（3）熱處理：對葉片依次進行固溶處理、深冷處理；
（4）粗銑毛坯型面及銑雷射熔覆槽：通過銑加工將葉片加工至背弧型面內弧型面保留2毫米餘量；並將熔覆槽尺寸銑加工到公差範圍內；
（5）雷射熔覆，將司太立合金熔覆於雷射熔覆槽內，直至司太立合金熔覆層高於最終葉片尺寸1.5毫米；
（6）校正：採用壓力機校正，校正後葉片最大變形量小於0.3毫米；
（7）探傷：對雷射熔覆區域進行射線及滲透探傷；
（8）補焊：對熔覆區域不合格的葉片進行氬弧焊補焊；
（9）去應力熱處理：進行時效處理使得葉片達到性能要求並同時去除雷射熔覆、矯正、補焊殘餘應力；
（10）綜合銑：採用方箱定位將葉片葉身用錫鉍合金固定銑葉根，然後以方箱為基準將葉根尺寸加工到公差範圍內，再銑葉身，將葉片加工至尺寸公差範圍內；
（11）拋光：去除加工刀痕；
（12）噴丸：表面進行噴丸，形成壓應力層。
榮譽表彰
2017年5月，《一種採用雷射熔覆防水蝕的汽輪機葉片的加工工藝》獲得第十屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
