專利名稱：葉片葉根表面強化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風扇葉片的表面強化工藝技術領域，具體為葉片葉根表面強化 方法。
背景技術：
汽輪機末級、次末級、末三級圓弧形葉根葉片在使用過程中，較薄弱的部 位是葉片葉根承載部位，由于該部位在工作時要承受高應力和交變應力的作用， 極易產生局部的疲勞破壞，要采用特種工藝對該部位進行特殊的處理。
原來的處理方法就是對該部位施加壓應力，提高該部位疲勞強度的方法 有滾壓強化，滾壓加工強化是一種無切屑加工。通過一定形式的滾壓工具向工 件表面施加- 定壓力。在常溫下利用金屬的塑性變形，使工件表面的微觀不平 度輾平從而達到改變表層結構、機械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法 可同時達到光整加工及強化兩種目的。但滾壓強化有其自身無法避免的缺點， 具體表現(xiàn)為1)要選擇合適的價格昂貴的滾壓器具(滾壓輪、滾柱等)；2) 滾壓部位的應力狀態(tài)是壓應力，但與之相鄰近的未滾壓部位卻呈現(xiàn)拉應力狀態(tài)， 即應力狀態(tài)不連續(xù)(如圖二所示)，在呈現(xiàn)拉應力狀態(tài)的部位易產生疲勞缺陷。 這些都是其難以克服的缺點

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明提供了葉片葉根表面強化方法，通過該方法處理的 部位和未處理的部位自然過渡，都屬于壓應力狀態(tài)，不會使未處理的部位產生 疲勞源且可以達到滾壓強化的技術要求。
其技術方案是這樣的，其特征在于采用表面噴丸的方法實現(xiàn)對葉片葉根 表面進行強化。
其進一步特征在于在噴丸加工中，
噴丸壓力0. 1MPa 0. 7MPa
噴嘴徑4>6 mm 小12咖
噴嘴距待噴面的距離50mm 400mm 噴嘴移動速度30mm/min 500mm/min 丸粒材料鑄鋼丸或者鋼絲切丸 丸粒尺寸4>0. 2mm 小l. 5ran 噴流與表面被噴表面的夾角為30度 90度左右 噴嘴系用T7或T8工具鋼制成并淬火至硬度50服C 55HRC 覆蓋率100% 200% A試片弧高度0. 08mm 0. 70mm
噴丸殘余壓應力表面不低于500Mpa，殘余壓應力層不少于400ram 噴丸面表面粗糙度Rz〈16um; Wt〈25um; 所述噴丸方法的步驟為
(1) 、將葉片按照工藝方案安裝到專用的噴丸夾具中，定位、鎖緊、固定；
(2) 、選用合適口徑的噴嘴，調整噴槍與待噴面的位置，使噴槍垂直于齒底
面；
(3) 、選用直徑O. 5ram 2mm丸粒；
(4) 、調整壓縮空氣壓力在0.15MPa 0. 6MPa;
(5) 、在對產品進行噴丸之前，先噴A試片，將A試片安裝到專門的噴丸夾 具中，使用與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試片進行噴丸，驗證不同的噴丸參 數(shù)得到的噴丸強度
(6) 、再使用專門的噴丸夾具，按照與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試塊進 行噴丸，檢驗確定工藝參數(shù)噴丸產生的殘余壓應力狀態(tài)；
(7) 、運行程序，對目標噴丸區(qū)進行1-3遍較高噴丸強度的噴丸，噴丸強度 為0. 45 mmA -0. 5 mmA;
(8) 、調整噴丸參數(shù)，運行程序，對目標噴丸區(qū)進行l(wèi)-2遍較低噴丸強度的 噴丸，噴丸強度為0. 25 mmA -0. 30mraA;
(9) 、卸下并清理、清洗葉片至表面無雜物；
(10) 、用放大鏡檢測噴丸區(qū)的表面覆蓋率。 采用上述方法對葉片葉根表面進行強化，鑄鋼丸、鋼絲切丸介質，通過壓縮
空氣噴丸方式，被高速且在一個可控制的狀態(tài)下被噴射向零件，每一顆丸料顆
粒撞擊到零件上時，就像一個小小的錘子，捶打出一個小的凹痕，這樣在工件 表面形成薄薄的一層塑性變形層，在表面或表面附近產生的高殘余壓應力抵消 了零件深層的危險的拉應力，增加汽輪機葉片葉根承載部位的抗疲勞性。
具體實施例方式
采用表面噴丸的方法實現(xiàn)對葉片葉根表面進行強化。 下面結合實施例描述本發(fā)明的表面強化過程 實施例1
(1) 、將葉片按照工藝方案安裝到專用的噴丸夾具中，定位、鎖緊、固定；
(2) 、選用噴嘴，其口徑為4)6ran，調整噴槍與待噴面的位置，使噴槍垂直 于齒底面，噴嘴距待噴面的距離400mm;噴嘴移動速度285咖/min;噴流與 被噴表面的夾角為60度左右；噴嘴系用T7或T8工具鋼制成并淬火至硬度 52. 5HRC
(3) 、選用直徑為2mm的鑄鋼丸或者鋼絲切丸；
(4) 、調整壓縮空氣壓力在O. 15MPa;噴丸壓力0.4MPa
(5) 、在對產品進行噴丸之前，先噴A試片，A試片的弧高度為0.39mm;將 A試片安裝到專門的噴丸夾具中，使用與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試片進行 噴丸，驗證不同的噴丸參數(shù)得到的噴丸強度，噴丸殘余壓應力表面不低于 500Mpa，殘余壓應力層不少于400咖，噴丸面表面粗糙度Rz〈16um; Wt〈25um;
(6) 、再使用專門的噴丸夾具，按照與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試塊進 行噴丸，檢驗確定工藝參數(shù)噴丸產生的殘余壓應力狀態(tài)；
(7) 、運行程序，對目標噴丸區(qū)進行l(wèi)遍較高噴丸強度的噴丸，噴丸強度為 0. 45mmA;
(8) 、調整噴丸參數(shù)，運行程序，對目標噴丸區(qū)進行l(wèi)遍較低噴丸強度的噴 丸，噴丸強度為0. 30mmA;
(9) 、卸下并清理、清洗葉片至表面無雜物；
(10) 、用放大鏡檢測噴丸區(qū)的表面覆蓋率為150%。 實施例2
(1) 、將葉片按照工藝方案安裝到專用的噴丸夾具中，定位、鎖緊、固定；
(2) 、選用噴嘴，其口徑為d)9mm，調整噴槍與待噴面的位置，使噴槍垂直
于齒底面，噴嘴距待噴面的距離50mm;噴嘴移動速度500mm/min;噴流與被 噴表面的夾角為90度左右；噴嘴系用T7或T8工具鋼制成并淬火至硬度50HRC
(3) 、選用直徑為0.85mm的鑄鋼丸或者鋼絲切丸；
(4) 、調整壓縮空氣壓力在0.37MPa;噴丸壓力0.7MPa
(5) 、在對產品進行噴丸之前，先噴A試片，A試片的弧高度為0.08mm;將 A試片安裝到專門的噴丸夾具中，使用與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試片進行 噴丸，驗證不同的噴丸參數(shù)得到的噴丸強度，噴丸殘余壓應力表面不低于 500Mpa，殘余壓應力層不少于400mm，噴丸面表面粗糙度Rz〈16um; Wt〈25lim;
(6) 、再使用專門的噴丸夾具，按照與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試塊進 行噴丸，檢驗確定工藝參數(shù)噴丸產生的殘余壓應力狀態(tài)；
(7) 、運行程序，對目標噴丸區(qū)進行3遍較高噴丸強度的噴丸，噴丸強度為 0. 50mmA;
(8) 、調整噴丸參數(shù)，運行程序，對目標噴丸區(qū)進行2遍較低噴丸強度的噴 丸，噴丸強度為0. 25rnmA;
(9) 、卸下并清理、清洗葉片至表面無雜物；
(10) 、用放大鏡檢測噴丸區(qū)的表面覆蓋率為200%。 實施例3
(1) 、將葉片按照工藝方案安裝到專用的噴丸夾具中，定位、鎖緊、固定；
(2) 、選用噴嘴，其口徑為4)12mm，調整噴槍與待噴面的位置，使噴槍垂直 于齒底面，噴嘴距待噴面的距離225mm;噴嘴移動速度30mm/min;噴流與被 噴表面的夾角為30度左右；噴嘴系用T7或T8工具鋼制成并淬火至硬度55HRC
(3) 、選用直徑為l. 5mm的鑄鋼丸或者鋼絲切丸；
(4) 、調整壓縮空氣壓力在0. 6MPa;噴丸壓力0. lMPa
(5) 、在對產品進行噴丸之前，先噴A試片，A試片的弧高度為0.70mm;將 A試片安裝到專門的噴丸夾具中，使用與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試片進行 噴丸，驗證不同的噴丸參數(shù)得到的噴丸強度，噴丸殘余壓應力表面不低于 500Mpa，殘余壓應力層不少于400mm，噴丸面表面粗糙度Rz〈16um; Wt〈25um;
(6) 、再使用專門的噴丸夾具，按照與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試塊進 行噴丸，檢驗確定工藝參數(shù)噴丸產生的殘余壓應力狀態(tài)； (7) 、運行程序，對目標噴丸區(qū)進行2遍較高噴丸強度的噴丸，噴丸強度 0. 475mmA;
(8) 、調整噴丸參數(shù)，運行程序，對目標噴丸區(qū)進行l(wèi)遍較低噴丸強度的噴 丸，噴丸強度0. 275mraA;
(9) 、卸下并清理、清洗葉片至表面無雜物；
(10) 、用放大鏡檢測噴丸區(qū)的表面覆蓋率為175%。
權利要求
1、葉片葉根表面強化方法，其特征在于采用表面噴丸的方法實現(xiàn)對葉片葉根表面進行強化。
2、 根據權利要求1所述葉片葉根表面強化方法，其特征在于在噴丸加 工中，噴丸壓力0. 1MPa 0. 7MPa噴嘴徑-.小6 mm d> 12mm 噴嘴距待噴面的距離50腿 400mm 噴嘴移動速度30咖/min 500mm/min 丸粒材料鑄鋼丸或者鋼絲切丸 丸粒尺寸4>0. 2咖 (H.5咖 噴流與表面被噴表面的夾角為30度 90度左右 噴嘴系用T7或T8工具鋼制成并淬火至硬度50HRC 55朋C 覆蓋率100% 200% A試片弧高度0. 08mm 0. 70mm噴丸殘余壓應力表面不低于500Mpa，殘余壓應力層不少于400mm噴丸面表面粗糙度Rz〈16iim; Wt〈25um。
3、根據權利要求l所述葉片葉根表面強化方法，其特征在于所述噴丸方法的步驟為(1) 、將葉片按照工藝方案安裝到專用的噴丸夾具中，定位、鎖緊、固定；(2) 、選用合適口徑的噴嘴，調整噴槍與待噴面的位置，使噴槍垂直于齒底面；(3) 、選用直徑0.5ram 2mm丸粒；(4) 、調整壓縮空氣壓力在0. 15MPa 0. 6MPa;(5) 、在對產品進行噴丸之前，先噴A試片，將A試片安裝到專門的噴丸夾 具中，使用與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試片進行噴丸，驗證不同的噴丸參 數(shù)得到的噴丸強度(6) 、再使用專門的噴丸夾具，按照與產品噴丸相同的工藝參數(shù)對A試塊進 行噴丸，檢驗確定工藝參數(shù)噴丸產生的殘余壓應力狀態(tài)；(7) 、運行程序，對目標噴丸區(qū)進行1-3遍較高噴丸強度的噴丸，噴丸強度 為0. 45 mmA -O. 5 mmA;(8) 、調整噴丸參數(shù)，運行程序，對目標噴丸區(qū)進行1-2遍較低噴丸強度的 噴丸，噴丸強度為0. 25 mmA -0. 30mmA;(9) 、卸下并清理、清洗葉片至表面無雜物； (10)、用放大鏡檢測噴丸區(qū)的表面覆蓋率。全文摘要
本發(fā)明為葉片葉根表面強化方法。通過該方法處理的部位和未處理的部位自然過渡，都屬于壓應力狀態(tài)，不會使未處理的部位產生疲勞源且可以達到滾壓強化的技術要求。其特征在于采用表面噴丸的方法實現(xiàn)對葉片葉根表面進行強化。
文檔編號C21D7/00GK101358271SQ20081015603
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權日2008年9月26日
發(fā)明者冰 夏, 揭念柱, 楊海東 申請人:無錫透平葉片有限公司