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用水射流去除涂层

日期: 2012-07-21
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      和手动过程诸如酸剥离及喷砂等不同,精密磨料水射流(AWJ)系统可以自动去除涡轮部件的涂层而不损坏它们。AWJ是一种可以预测、可以重复、符合环保要求、并降低总成本的工艺。
  超级合金部件需要采用涂层系统保护其基体金属不受汽轮机特殊操作环境的侵蚀。这些顽强的涂层,设计用于抵御在涡轮热气通道中燃烧过程形成的氧化和腐蚀。但遗憾的是,随着长时间使用,涂层变质,而此时要去除它们也相当困难。
  AWJ工艺可以轻柔地去除这些坚韧的涂层而不损坏零件基体金属的完整性。不存在晶间攻击或其它问题。
  由一个五坐标CNC AWJ系统以迭代步骤去除涂层。该工艺由Huffman Corp.公司与Springfield Manufacturing LLC公司联合开发,工作原理与一般机床极其相似,材料去除率通过转速、进给量、压力及材料流速加以控制。
  由于涂层厚度自然存在差异,由一个X射线荧光设备报告随着不断接近基体金属,各种元素诸如钇等的密度的下降。通过这种工艺控制,由于对基体的损坏最小,有时候可以在某些部件上实现额外的修复循环。
  该CNC工艺的另一个优点是,它是一个高度受控的机械去除过程,具有严格的公差控制,精度几乎可以与铣削过程媲美。溶液中没有如酸中那样加入铬,并且由于它是一种机械过程,因此,机床可以将位置公差保持在小于0.0005英寸范围。
  由软件将水射流保持在距离零件表面指定距离处,控制进给量和转速,并维持整个零件形状上的正常偏置。涂层厚度在AWJ工艺运行之前和之后都要进行测量,以确保完全去除粘接涂层和扩散层,以及粘接涂层下边任何污染或腐蚀。该工艺去除热裂纹及深裂纹的效果比氟离子清洗的更好。
  剩余表面还要清理掉所有表面污染,在某些情况下会呈现定向凝固(DS)晶粒结构和DS蚀刻。大部分采用该方法的工厂此时会将零件打包,直接送去进行喷涂处理。喷砂会重新污染表面,并损坏结合界面。由工艺控制装置测量“前”“后”状况,确定表面上需要去除的地方。
  借助AWJ的CNC,可以进行单件流程操作,有效降低了批量错误这种风险。实际零件加工时间要远比酸洗和喷砂工艺的短,同时成本往往要低得多。
  AWJ工艺可以在同一个过程中去除热障涂层(TBC)和粘接涂层。相反,对TBC和粘接涂层进行喷砂处理在某些情况下可能会成本稍低,但是由于使用寿命及修理周期较短,总体成本反而更高。
  基于六西格玛原理,AWJ系统消除了与手动喷砂有关的人为变量。同时,该系统还可以生成运行图。
  许多工厂、独立的服务提供商及大型OEM已经对AWJ工艺进行了大量调研、合格证明和认可。因此,其应用持续增长,几乎可以用于各种范围和应用场合的涂层去除操作,从叶片(桶)、导向片(喷嘴)、衬里到过渡件及护罩等等,不一而足。
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