本發(fā)明涉及汽輪葉片裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片。

背景技術(shù)：

蒸汽輪機的末級及次及以核電機組的多級葉片都在濕蒸汽區(qū)工作，當(dāng)濕蒸汽流至靜葉片時，有一小部分水滴由于慣性力作用集聚在葉片表面上，特別是在靜葉前緣的內(nèi)弧面。靜葉表面集結(jié)的水滴將形成水膜，不斷從葉片表面流至出氣邊，形成與出氣邊厚度相當(dāng)?shù)拇笏危坞S蒸汽流入動葉片之前被細化，細化的水滴被蒸汽加速到不同速度沖擊動葉片，造成動葉片進氣邊的水蝕。

目前汽輪機發(fā)電機組經(jīng)常需要調(diào)峰運作，因此末級葉片經(jīng)常處在低負荷、高背壓下工作，與容積流量減少至某一值時，動葉根部產(chǎn)生脫流，使動葉根部出氣邊出現(xiàn)水刷現(xiàn)象，加劇了動葉片的損傷。動葉片的破損不僅使效率下降，而且由于產(chǎn)生水蝕可能造成葉片的斷裂，從而引起機組的振動，使機組安全可靠性受到極大的影響。為解決這一問題，目前多采用電火花強化的方法來預(yù)防水蝕，其工藝復(fù)雜，防水蝕效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片，通過改變材料的組分以及熱處理工藝,使其具有較好的耐腐蝕性、吸收隔熱性和表面拒水性。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案：提供一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片，包括由耐腐蝕鈦合金鋼一體車加工而成的葉冠、葉根和中間連接體，所述耐腐蝕鈦合金鋼質(zhì)量百分比成分為：Al：10.55-12.67%、Mo：1.05-2.24%、V：0.72-0.85%、Fe：0.85-0.87%、Ni:2.12-3.54%，Si：0.43-0.54%、Cr：0.21-0.32%、Nb：0.35-0.47%，Sn：0.37-0.49%、In：0.05-0.07%、Cu：0.03-0.04%、C：0.13-0.25%，Ce：0.05-0.07%、Y：0.01-0.02%，Mn：0.51-0.63%，B：0.052-0.074%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，

其熱處理工藝為：

㈠加熱：將加工好的葉片加熱至780-800℃，并保溫45-47min；

㈡冷卻：采用水冷以15-17℃/s的冷卻速率將葉片加速冷卻至655-685℃后，再空冷至室溫；

㈢第一次回火：將葉片加熱至700-730℃回火30-35min后，待溫13-15s，使葉片溫度均勻化，之后以20-30℃/s的冷卻速率加速冷卻至520-540℃后，再空冷至室溫；

㈣第二次回火：將葉片加熱至630-650℃回火35-45min后采用組合冷卻工序冷卻至室溫。

本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案為：前述的防水蝕鈦合金汽輪機葉片，所述葉片的外表面涂覆有低摩擦耐水蝕復(fù)合膜，所述低摩擦耐水蝕復(fù)合膜包括PTFE膜，在所述PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在所述PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，所述葉片的外表面噴涂有界面劑，所述復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與所述葉片的外表面貼合；

所述交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：35-38%，二丁酯：16-19%，α-亞麻酸：3-5%，乙縮二乙二醇：4-6%，聚氧乙烯脂肪醇醚：6-9%，過氧化苯甲酰：4.5-5.0%，丙烯酸丁酯：2-4%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：3-5%，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.7-1.9%，二甲基甲酰胺：1.9-2.1%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進行高溫粘接復(fù)合，所述熱壓復(fù)合溫度為180-183℃，時間為1-1.5min，線壓力為1.2-1.4Kg/mm；

所述納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：11-15%，納米二氧化鈦：6-8%，納米碳化硅：1-3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：10-12%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，所述烘干溫度為98-100℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2-2.2Kg/mm，軋壓溫度為160-180℃，時間為1-1.5min；

所述界面劑中各組分的重量百分比為：有機硅改性丙烯酸樹脂：45-50%，填料：25-27%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.5-1.7%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.7-1.9%，聚二甲基硅氧烷：0.4-0.6%，附著力促進劑：2-3%；聚醚改性硅油：0.5-1.5%，助溶劑：余量；所述填料為硫酸鋇、硅微粉和碳酸鈣按重量比5：3：7混合。

前述的防水蝕鈦合金汽輪機葉片，所述組合冷卻采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以7-9℃/s的冷卻速率將葉片水冷至510-550℃，然后采用風(fēng)冷5-7℃/s的冷卻速率將板坯冷至420-430℃，再采用氣霧冷卻以1-3℃/s的冷卻速率將葉片水冷至300-320℃；最后采用壓縮空氣或霧狀乳化液以8-10℃/s的冷卻速率將葉片冷至室溫。

前述的防水蝕鈦合金汽輪機葉片，所述耐腐蝕鈦合金鋼質(zhì)量百分比成分為：Al：11.27%、Mo：1.6%、V：0.81%、Fe：0.86%、Ni:3.24%，Si：0.48%、Cr：0.29%、Nb：0.41%，Sn：0.42%、In：0.06%、Cu：0.03%、C：0.19%，Ce：0.06%、Y：0.01%，Mn：0.58%，B：0.059%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，

其熱處理工藝為：

㈠加熱：將加工好的葉片加熱至790℃，并保溫46min；

㈡冷卻：采用水冷以16℃/s的冷卻速率將葉片加速冷卻至675℃后，再空冷至室溫；

㈢第一次回火：將葉片加熱至720℃回火33min后，待溫14s，使葉片溫度均勻化，之后以25℃/s的冷卻速率加速冷卻至530℃后，再空冷至室溫；

㈣第二次回火：將葉片加熱至640℃回火42min后采用組合冷卻工序冷卻至室溫。

前述的防水蝕鈦合金汽輪機葉片，所述組合冷卻采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以8℃/s的冷卻速率將葉片水冷至530℃，然后采用風(fēng)冷6℃/s的冷卻速率將板坯冷至425℃，再采用氣霧冷卻以2℃/s的冷卻速率將葉片水冷至310℃；最后采用壓縮空氣或霧狀乳化液以9℃/s的冷卻速率將葉片冷至室溫。

前述的防水蝕鈦合金汽輪機葉片，所述交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：37%，二丁酯：18%，α-亞麻酸：4%，乙縮二乙二醇：5%，聚氧乙烯脂肪醇醚：8%，過氧化苯甲酰：4.8%，丙烯酸丁酯：3%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：4%，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.8%，二甲基甲酰胺：2.0%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進行高溫粘接復(fù)合，所述熱壓復(fù)合溫度為182℃，時間為1.2min，線壓力為1.3Kg/mm；

所述納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：13%，納米二氧化鈦：7%，納米碳化硅：2%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：11%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，所述烘干溫度為99℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.1Kg/mm，軋壓溫度為170℃，時間為1.2min；

所述界面劑中各組分的重量百分比為：有機硅改性丙烯酸樹脂：47%，填料：26%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.6%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.8%，聚二甲基硅氧烷：0.5%，附著力促進劑：2%；聚醚改性硅油：0.8%，助溶劑：余量；所述填料為硫酸鋇、硅微粉和碳酸鈣按重量比5：3：7混合。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明除了具有防腐蝕效果外，還具有很好的抗靜電性和吸收隔熱性，以及表面防污性，稀土元素的加入又能提高材料的耐磨損性，一舉多得，獲得了意外不到的技術(shù)效果。本發(fā)明汽輪機葉片的外表面涂覆的復(fù)合膜，提高了其防腐蝕效果，增加了使用壽命；納米材料的加入又能提高復(fù)合膜的耐磨損性，一舉多得，獲得了意外不到的技術(shù)效果。本發(fā)明汽輪機葉片與現(xiàn)有的汽輪機葉片相比，可增加使用壽命2-3倍，同時具有吸收隔熱性、表面拒水性、防霉殺菌和防污性，穩(wěn)定性更好，故障率可降低30-40%。汽輪機葉片的外表面噴涂界面劑，可以密閉掉外表面上的微小氣孔，同時增加復(fù)合膜與汽輪機葉片的外表面的粘貼強剝離強度和撕裂強度。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片，包括由耐腐蝕鈦合金鋼一體車加工而成的葉冠、葉根和中間連接體，耐腐蝕鈦合金鋼質(zhì)量百分比成分為：Al：10.55%、Mo：1.05%、V：0.72%、Fe：0.85%、Ni:2.12%，Si：0.43%、Cr：0.21%、Nb：0.35%，Sn：0.37%、In：0.05%、Cu：0.03%、C：0.13%，Ce：0.05%、Y：0.01%，Mn：0.51%，B：0.052%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，

其熱處理工藝為：

㈠加熱：將加工好的葉片加熱至780℃，并保溫45min；

㈡冷卻：采用水冷以15℃/s的冷卻速率將葉片加速冷卻至655℃后，再空冷至室溫；

㈢第一次回火：將葉片加熱至700℃回火30min后，待溫13s，使葉片溫度均勻化，之后以20℃/s的冷卻速率加速冷卻至520℃后，再空冷至室溫；

㈣第二次回火：將葉片加熱至630℃回火35min后采用組合冷卻工序冷卻至室溫，組合冷卻工序采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以7℃/s的冷卻速率將葉片水冷至510℃，然后采用風(fēng)冷5℃/s的冷卻速率將板坯冷至420℃，再采用氣霧冷卻以1℃/s的冷卻速率將葉片水冷至300℃；最后采用壓縮空氣或霧狀乳化液以8℃/s的冷卻速率將葉片冷至室溫。

本實施例的葉片的外表面涂覆有低摩擦耐水蝕復(fù)合膜，低摩擦耐水蝕復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，葉片的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與葉片的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：35%，二丁酯：16%，α-亞麻酸：3%，乙縮二乙二醇：4%，聚氧乙烯脂肪醇醚：6%，過氧化苯甲酰：4.5%，丙烯酸丁酯：2%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：3%，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.7%，二甲基甲酰胺：1.9%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為180℃，時間為1min，線壓力為1.2Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：11%，納米二氧化鈦：6%，納米碳化硅：1%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：10%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為98℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2Kg/mm，軋壓溫度為160℃，時間為1min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機硅改性丙烯酸樹脂：45%，填料：25%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.7%，聚二甲基硅氧烷：0.4%，附著力促進劑：2%；聚醚改性硅油：0.5%，助溶劑：余量；填料為硫酸鋇、硅微粉和碳酸鈣按重量比5：3：7混合。

實施例2

本實施例提供一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片，包括由耐腐蝕鈦合金鋼一體車加工而成的葉冠、葉根和中間連接體，耐腐蝕鈦合金鋼質(zhì)量百分比成分為：Al：11.27%、Mo：1.6%、V：0.81%、Fe：0.86%、Ni:3.24%，Si：0.48%、Cr：0.29%、Nb：0.41%，Sn：0.42%、In：0.06%、Cu：0.03%、C：0.19%，Ce：0.06%、Y：0.01%，Mn：0.58%，B：0.059%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，

其熱處理工藝為：

㈠加熱：將加工好的葉片加熱至790℃，并保溫46min；

㈡冷卻：采用水冷以16℃/s的冷卻速率將葉片加速冷卻至675℃后，再空冷至室溫；

㈢第一次回火：將葉片加熱至720℃回火33min后，待溫14s，使葉片溫度均勻化，之后以25℃/s的冷卻速率加速冷卻至530℃后，再空冷至室溫；

㈣第二次回火：將葉片加熱至640℃回火42min后采用組合冷卻工序冷卻至室溫，組合冷卻工序采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以8℃/s的冷卻速率將葉片水冷至530℃，然后采用風(fēng)冷6℃/s的冷卻速率將板坯冷至425℃，再采用氣霧冷卻以2℃/s的冷卻速率將葉片水冷至310℃；最后采用壓縮空氣或霧狀乳化液以9℃/s的冷卻速率將葉片冷至室溫。

本實施例的葉片的外表面涂覆有低摩擦耐水蝕復(fù)合膜，低摩擦耐水蝕復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，葉片的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與葉片的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：37%，二丁酯：18%，α-亞麻酸：4%，乙縮二乙二醇：5%，聚氧乙烯脂肪醇醚：8%，過氧化苯甲酰：4.8%，丙烯酸丁酯：3%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：4%，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.8%，二甲基甲酰胺：2.0%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為182℃，時間為1.2min，線壓力為1.3Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：13%，納米二氧化鈦：7%，納米碳化硅：2%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：11%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為99℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.1Kg/mm，軋壓溫度為170℃，時間為1.2min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機硅改性丙烯酸樹脂：47%，填料：26%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.6%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.8%，聚二甲基硅氧烷：0.5%，附著力促進劑：2%；聚醚改性硅油：0.8%，助溶劑：余量；填料為硫酸鋇、硅微粉和碳酸鈣按重量比5：3：7混合。

實施例3

本實施例提供一種防水蝕鈦合金汽輪機葉片，包括由耐腐蝕鈦合金鋼一體車加工而成的葉冠、葉根和中間連接體，耐腐蝕鈦合金鋼質(zhì)量百分比成分為：Al：12.67%、Mo：2.24%、V： 0.85%、Fe：0.87%、Ni:3.54%，Si：0.54%、Cr：0.32%、Nb：0.47%，Sn：0.49%、In：0.07%、Cu：0.04%、C：0.25%，Ce：0.07%、Y：0.02%，Mn：0.63%，B：0.074%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，

其熱處理工藝為：

㈠加熱：將加工好的葉片加熱至780-800℃，并保溫45-47min；

㈡冷卻：采用水冷以15-17℃/s的冷卻速率將葉片加速冷卻至655-685℃后，再空冷至室溫；

㈢第一次回火：將葉片加熱至730℃回火35min后，待溫15s，使葉片溫度均勻化，之后以30℃/s的冷卻速率加速冷卻至540℃后，再空冷至室溫；

㈣第二次回火：將葉片加熱至650℃回火45min后采用組合冷卻工序冷卻至室溫，組合冷卻工序采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以9℃/s的冷卻速率將葉片水冷至550℃，然后采用風(fēng)冷7℃/s的冷卻速率將板坯冷至430℃，再采用氣霧冷卻以3℃/s的冷卻速率將葉片水冷至320℃；最后采用壓縮空氣或霧狀乳化液以10℃/s的冷卻速率將葉片冷至室溫。

本實施例的葉片的外表面涂覆有低摩擦耐水蝕復(fù)合膜，低摩擦耐水蝕復(fù)合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結(jié)膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米溶液，葉片的外表面噴涂有界面劑，復(fù)合膜具有交聯(lián)粘結(jié)膠的那一面與葉片的外表面貼合；

交聯(lián)粘結(jié)膠的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：38%，二丁酯：19%，α-亞麻酸：5%，乙縮二乙二醇：6%，聚氧乙烯脂肪醇醚：9%，過氧化苯甲酰：5.0%，丙烯酸丁酯：4%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：5%，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.9%，二甲基甲酰胺：2.1%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將粘接復(fù)合劑與PTFE膜進行高溫粘接復(fù)合，熱壓復(fù)合溫度為183℃，時間為1.5min，線壓力為1.4Kg/mm；

納米材料溶液的質(zhì)量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：15%，納米二氧化鈦：8%，納米碳化硅：3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：12%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為100℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.2Kg/mm，軋壓溫度為180℃，時間為1.5min；

界面劑中各組分的重量百分比為：有機硅改性丙烯酸樹脂：50%，填料：27%，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.7%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.9%，聚二甲基硅氧烷：0.6%，附著力促進劑：3%；聚醚改性硅油：1.5%，助溶劑：余量；填料為硫酸鋇、硅微粉和碳酸鈣按重量比5：3：7混合。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。