一種服役后熱部件粘接層的去除方法與流程
1.本發明涉及熱部件維護處理技術領域，具體涉及一種服役后熱部件粘接層的去除方法。
背景技術：
2.航空航天、能源動力等行業的發展對航空發動機和燃氣輪機提出了越來越高的要求。為了提升高溫熱部件(包括但不限于透平葉片、透平導流環、燃燒室內零部件等)的耐高溫性能，除了基材的升級、冷卻方式的改進外，通常還會噴涂相應的熱障涂層，目前最廣泛應用的熱障涂層(稱為tbc涂層)包括位由mcraly構成的(m代表co和/或ni元素)的粘結層(稱為mcraly粘結層)、以及位于粘結層之上的由部分氧化釔摻雜氧化鋯構成頂層(可稱為pysz頂層)。
3.熱部件的基材通常為高溫合金，制備工序復雜，生產報廢率高，導致其成本通常較高。在實際服役過程中，通常在一個服役周期后，會發生基材組織退化、基材局部出現裂紋、tbc涂層部分區域組織出現退化、tbc涂層局部剝落等情況，出于成本考慮，主機廠會將其拆下進行修復處理，修復處理的主要內容就是去除原有tbc涂層并噴涂新的tbc涂層，同時在這噴涂新涂層前對基材的裂紋進行修復，對基材組織進行恢復。
4.常見tbc涂層的去除過程中，tbc涂層的頂層的pysz層通過高壓水流進行去除，底層的mcraly粘結層則由于其在服役過程中局部過熱而導致傳統的酸洗工藝去除的不徹底，具體地，參見圖1，mcraly粘結層2底部會部分地散到基材1表面中形成第一擴散層3，基體1表面也會部分地擴散到mcraly粘結層2底部形成第二擴散層4，mcraly粘結層2表面在高溫情況下局部區域會產生變性，形成一個鋁含量低的薄層，在本技術中，其稱為貧鋁高鉻層5，其余部分鋁含量變化不大，可稱為β相富鋁層。貧鋁高鉻層5在酸洗時無法被有效去除，因此熱部件在局部會有粘結層殘留，對于這些殘留，即使增加酸洗時間到規范要求的上限，依舊無法去除殘留。對于殘留位置，現在一般會采用人工打磨的方式去除掉，這種去除方法考慮到避免打磨過度損傷到基材，通常會采用打磨一定厚度，進行熱染處理看殘留區域，并不斷重復上述過程直至零件表面無粘結層殘留，該方法存在以下幾個問題：第一是人工工時數多，每個零件需要多次的打磨才能最終去除mcraly粘結層，第二是熱染處理用到的真空爐的設備費用成本較高，第三是人工打磨并不能嚴格控制打磨深度，部分區域可能對基材造成損傷。
技術實現要素：
5.鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在于提供一種服役后熱部件粘接層的去除方法，能夠精準去除mcraly粘結層，降低工時，減少高溫爐的使用次數，并可以確保零件在去除過程中不被過度打磨而損傷基材。
6.為實現上述目的，本發明提供一種服役后熱部件粘接層的去除方法，所述熱部件包括基材、以及基材上的mcraly粘結層，所述去除方法包括以下步驟：
7.s1、使服役后的熱部件的mcraly粘結層暴露出來；
8.s2、確定熱部件是否需要酸洗前防護處理，如需要，則對熱部件不需要進行酸洗處理的地方進行防護處理；
9.s3、在多個相同熱部件中選取若干數量的熱部件作為參考零件，對參考零件進行酸洗處理；
10.s4、對酸洗后的參考零件進行熱染處理，并且若熱部件上具有遮蔽涂層，熱染處理前先將遮蔽涂層去除；
11.s5、根據熱染處理后參考零件上的顯示情況，確定mcraly粘結層殘留區域，將該區域作為熱部件的減薄區域；然后對參考零件上的減薄區域進行減薄處理，并且檢測減薄情況，待減薄區域處的mcraly粘結層表面的貧鋁高鉻層被去除時，停止減薄處理，并確定減薄區域對應的減薄深度；
12.s6、根據步驟s5中參考零件上的減薄區域和減薄深度，對相同熱部件上進行減薄處理，將熱部件上的mcraly粘結層表面的貧鋁高鉻層都去除掉；
13.s7、對步驟s6中減薄處理后的熱部件進行酸洗處理。
14.進一步地，所述步驟s1包括：若熱部件的mcraly粘結層上具有pysz頂層，先去除表面的pysz頂層，暴露出mcraly粘結層。
15.進一步地，所述步驟s2中，對熱部件的防護處理內容包括：在熱部件表面不需要酸洗去除mcraly粘結層的區域涂覆有遮蔽涂層；用光固化樹脂封堵住熱部件的冷卻孔；用蠟封閉熱部件內部的腔室。
16.進一步地，所述步驟s2中，涂覆的遮蔽涂層包括遮蔽膠和蠟液。
17.進一步地，所述步驟s3中，酸處理方式包括：采用鹽酸濃度在20％～30％重量百分比的酸洗溶液進行酸洗，酸洗時酸洗溶液的溫度不超過80℃，控制酸洗溶液中的fe
3+
和cu
2+
離子的含量均不超過100ppm。
18.進一步地，所述步驟s4中，熱染處理包括：熱染處理溫度為700℃
±
20℃，保溫不小于30分鐘，環境氣氛為空氣。
19.進一步地，所述步驟s5中，減薄處理的方式包括人工打磨和局部噴砂。
20.進一步地，所述步驟s5中，減薄處理時不超過mcraly粘結層在基體中的第一擴散層。
21.進一步地，所述步驟s5中，所述步驟s5中，檢測打磨情況的方法包括：采用熒光光譜儀，通過確認不同層的成分特征，來確認減薄區域的減薄情況。
22.進一步地，還包括步驟s8、對步驟s7中酸洗處理后的熱部件進行最終熱染處理，檢查粘接層去除效果。
23.如上所述，本發明涉及的服役后熱部件粘接層的去除方法，具有以下有益效果：
24.通過先對參考零件進行酸洗處理、熱染處理和減薄處理，確認mcraly粘結層上的貧鋁高鉻層的位置和厚度，從而能夠精確地去除熱部件的mcraly粘結層上的貧鋁高鉻層后，再進行酸洗處理，從而順利地完全去除掉mcraly粘結層。本方法能夠有效地去除掉mcraly粘結層，相對于現有設計，能夠大幅地減少打磨次數和熱染處理次數，降低人工成本和的設備費用，同時避免對基材造成損傷。
附圖說明
25.圖1為本發明的服役后熱部件的mcraly粘結層的結構示意圖。
26.圖2為本發明的服役后熱部件粘接層的去除方法的流程示意圖。
27.附圖標號說明
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基材
[0029]2??????????????????
mcraly粘結層
[0030]3??????????????????
第一擴散層
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第二擴散層
[0032]5??????????????????
貧鋁高鉻層
具體實施方式
[0033]
以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0034]
須知，本說明書附圖所繪的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”等的用語，亦僅為便于敘述明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。
[0035]
參見圖1至圖2，本發明提供了一種服役后熱部件粘接層的去除方法，熱部件包括基材1、以及基材1上的mcraly粘結層2，去除方法包括以下步驟：
[0036]
s1、使服役后的熱部件的mcraly粘結層2暴露出來；具體地，若熱部件的mcraly粘結層2上具有pysz頂層(也稱陶瓷頂層)，則先通過吹砂或高壓水流等方式去除表面的pysz頂層，暴露出mcraly粘結層2。
[0037]
s2、確定熱部件是否需要酸洗前防護處理，如需要，則對熱部件不需要進行酸洗處理的地方進行防護處理；具體地，熱部件在放入酸液時，位于酸液中的部位可能有部分區域沒有mcraly粘結層2，例如一些表面區域、以及熱部件的孔和內腔等結構，會被酸洗溶液損傷，因此需要對這些進行防護處理。防護處理的內容包括：在熱部件表面不需要酸洗去除mcraly粘結層2的區域涂覆有遮蔽涂層；用光固化樹脂封堵住熱部件的冷卻孔；用蠟封閉熱部件內部的腔室，例如冷卻腔。對于某一類型的熱部件時，所要處理的內容可以為上述中的一種或者幾種，具體地根據熱部件實際情況確定。其中，遮蔽涂層包括遮蔽膠和蠟液，遮蔽涂層的厚度根據實際需要設置，遮蔽涂層不溶于酸洗溶液，從而實現保護作用。
[0038]
s3、在多個相同熱部件中選取若干數量的熱部件作為參考零件，對參考零件進行酸洗處理；在本技術中，相同熱部件是指結構相同并且工作環境相同的熱部件，在服役后其mcraly粘結層的變化情況也相同。參考零件數量為少量，具體可根據實際需要處理。酸洗處理能夠去除mcraly材料，通過酸洗處理，參考零件上的mcraly粘結層2除了貧鋁高鉻層5所在區域，其余區域會被酸洗去除掉而暴露出基材1，貧鋁高鉻層5所在處則存在粘結層殘留。優選地，酸處理方式包括：采用鹽酸濃度在20％～30％重量百分比的酸洗溶液進行酸洗，酸
洗時酸洗溶液的溫度不超過80℃，控制酸洗溶液中的fe
3+
和cu
2+
離子的含量均不超過100ppm，酸洗溶液中會添加穩定劑，酸洗溶液與穩定劑重量比例為700～1000：1。通過上述方式，確保對mcraly粘結層2的去除效果。
[0039]
s4、對酸洗后的參考零件進行熱染處理，并且若熱部件上具有遮蔽涂層，熱染處理前先將遮蔽涂層去除。熱染處理后，貧鋁高鉻層5處大致呈黃白，與周圍區域的顏不同，從而能夠確定貧鋁高鉻層5的位置。優選地，熱染處理包括：熱染處理溫度為700℃
±
20℃，保溫不小于30分鐘，環境氣氛為空氣。
[0040]
s5、根據熱染處理后參考零件上的顯示情況，確定mcraly粘結層2殘留區域，將該區域作為熱部件的減薄區域，由于相同熱部件中貧鋁高鉻層5所處位置相同、以及貧鋁高鉻層5是相同的，因此對于該類熱部件，其減薄區域都可以確認了。然后對參考零件上的減薄區域進行減薄處理，并且檢測減薄情況，待減薄區域處的mcraly粘結層2表面的貧鋁高鉻層5被去除時，停止減薄處理，并確定減薄區域對應的減薄深度。
[0041]
在本步驟中，減薄處理的方式包括人工打磨或局部噴砂，其中貧鋁高鉻層5具有一定厚度，每次人工打磨或局部噴砂能夠去除一定厚度，通過多次的人工打磨或局部噴砂將貧鋁高鉻層5完全去除掉。在減薄處理過程中，可通過用手持式熒光光譜儀進行減薄情況檢測，具體地，可根據貧鋁高鉻層5的大致厚度情況、以及每次打磨去除的厚度，確定每次或幾次打磨后利用手持式熒光光譜儀進行一次測量，當貧鋁高鉻層5被打磨后，露出β相富鋁層(mcraly粘結層2除了貧鋁高鉻層5之外的部分)，能夠通過手持式熒光光譜儀檢測出，從而確保在貧鋁高鉻層5去除后能夠及時停止打磨工作，減少打磨工作量。優選地，減薄處理時不超過mcraly粘結層2在基材1中的第一擴散層3。貧鋁高鉻層5去除完成后，記錄在減薄區域所進行的打磨次數和每次打磨厚度，即可確定該減薄區域所需要的減薄厚度。其中，利用手持式熒光光譜儀進行檢測的原理為現有已知的，因此不再贅述。
[0042]
s6、根據步驟s5中確認的減薄區域、以及減薄區域對應的減薄深度，在相同熱部件進行減薄處理，將熱部件上的mcraly粘結層2表面的貧鋁高鉻層5都去除掉。由于相同熱部件的mcraly粘結層2表面的貧鋁高鉻層5所處位置和厚度是相同的，因此參考零件上的減薄區域和減薄深度即為該類熱部件的減薄區域和減薄深度，確認了減薄區域和減薄深度后，只需要直接打磨，不需要再進行多次檢查和多次熱染處理，也避免過度打磨，減少工作量。優選地，在本步驟中，實際減薄處理去除的厚度優選略大于步驟s5中的減薄深度，以便更有效地去除表面貧鋁高鉻層5。
[0043]
s7、對步驟s6中減薄處理后的熱部件進行酸洗處理，由于貧鋁高鉻層5已被去除掉了，通過酸洗處理能夠有效地將mcraly粘結層2全部去除。優選地，酸處理方式包括：采用鹽酸濃度在20％～30％重量百分比的酸洗溶液進行酸洗，酸洗時酸洗溶液的溫度不超過80℃，控制酸洗溶液中的fe
3+
和cu
2+
離子的含量均不超過100ppm，酸洗溶液中會添加穩定劑，酸洗溶液與穩定劑重量比例為700～1000：1。通過上述方式，確保對mcraly粘結層2的去除效果。
[0044]
s8、將酸洗后的熱部件進行最終熱染處理，以檢查最終去除效果。
[0045]
本發明的服役后熱部件粘接層的去除方法，通過先對參考零件進行酸洗處理、熱染處理和減薄處理，確認mcraly粘結層2上的貧鋁高鉻層5的位置和厚度，從而能夠精確地去除熱部件的mcraly粘結層2上的貧鋁高鉻層5后，再進行酸洗處理，從而順利地完全去除
掉mcraly粘結層2。本方法能夠有效地去除掉mcraly粘結層2，相對于現有設計，能夠更有效發揮酸洗處理對粘結層的特異性去除能力，精確的去除粘結層，大幅地減少打磨次數和熱染處理次數，降低人工成本和的設備費用，同時避免對基材1造成損傷。
[0046]
綜上所述，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具有高度產業利用價值。
[0047]
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
技術特征：
1.一種服役后熱部件粘接層的去除方法，所述熱部件包括基材、以及基材上的mcraly粘結層，其特征在于：所述去除方法包括以下步驟：s1、使服役后的熱部件的mcraly粘結層暴露出來；s2、確定熱部件是否需要酸洗前防護處理，如需要，則對熱部件不需要進行酸洗處理的地方進行防護處理；s3、在多個相同熱部件中選取若干數量的熱部件作為參考零件，對參考零件進行酸洗處理；s4、對酸洗后的參考零件進行熱染處理，并且若熱部件上具有遮蔽涂層，熱染處理前先將遮蔽涂層去除；s5、根據熱染處理后參考零件上的顯示情況，確定mcraly粘結層殘留區域，將該區域作為熱部件的減薄區域；然后對參考零件上的減薄區域進行減薄處理，并且檢測減薄情況，待減薄區域處的mcraly粘結層表面的貧鋁高鉻層被去除時，停止減薄處理，并確定減薄區域對應的減薄深度；s6、根據步驟s5中參考零件上的減薄區域和減薄深度，對相同熱部件上進行減薄處理，將熱部件上的mcraly粘結層表面的貧鋁高鉻層都去除掉；s7、對步驟s6中減薄處理后的熱部件進行酸洗處理。2.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s1包括：若熱部件的mcraly粘結層上具有pysz頂層，先去除表面的pysz頂層，暴露出mcraly粘結層。3.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s2中，對熱部件的防護處理內容包括：在熱部件表面不需要酸洗去除mcraly粘結層的區域涂覆有遮蔽涂層；用光固化樹脂封堵住熱部件的冷卻孔；用蠟封閉熱部件內部的腔室。4.根據權利要求3所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s2中，涂覆的遮蔽涂層包括遮蔽膠和蠟液。5.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s3中，酸處理方式包括：采用鹽酸濃度在20％～30％重量百分比的酸洗溶液進行酸洗，酸洗時酸洗溶液的溫度不超過80℃，控制酸洗溶液中的fe
3+
和cu
2+
離子的含量均不超過100ppm。6.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s4中，熱染處理包括：熱染處理溫度為700℃
±
20℃，保溫不小于30分鐘，環境氣氛為空氣。7.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s5中，減薄處理的方式包括人工打磨和局部噴砂。8.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s5中，減薄處理時不超過mcraly粘結層在基體中的第一擴散層。9.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：所述步驟s5中，檢測打磨情況的方法包括：采用熒光光譜儀，通過確認不同層的成分特征，來確認減薄區域的減薄情況。10.根據權利要求1所述的服役后熱部件粘接層的去除方法，其特征在于：還包括步驟s8、對步驟s7中酸洗處理后的熱部件進行最終熱染處理，檢查粘接層去除效果。
技術總結
本發明涉及一種服役后熱部件粘接層的去除方法，包括以下步驟：S1、使服役后的熱部件的MCrAlY粘結層暴露出來；S2、確定熱部件是否需要酸洗前防護處理；S3、在多個相同熱部件中選取若干數量的熱部件作為參考零件，對參考零件進行酸洗處理；S4、對酸洗后的參考零件進行熱染處理，并且若熱部件上具有遮蔽涂層時先去除遮蔽涂層；S5、確定MCrAlY粘結層殘留區域，作為熱部件的減薄區域；對參考零件上的減薄區域進行減薄處理，并且檢測減薄情況，直到待減薄區域處的貧鋁高鉻層被去除，并確定減薄深度；S6、根據參考零件上的減薄區域和減薄深度，對相同熱部件上進行減薄處理，將其上貧鋁高鉻層都去除掉；S7、對步驟S6中減薄處理后的熱部件進行酸洗處理。酸洗處理。酸洗處理。
