HB Z 310-1997 渗铝工艺.pdf

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1、中华人民共和国航空工业标准HB/Z 310-1997 渗铝工艺1997-09-23发布1997-10-01实施中国航空工业总公司批准前盲本标准是在参考英国R.R公司的No.339渗铝通用工艺说明书和法国透博梅卡公司的CGr.LB647渗铝保护说明书等资料的基础上，结合各航空发动机公司的实际情况制订的。本标准与HB7579渗铝质量检验配套使用。本标准的附录A是提示的附录。本标准由航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由航空工业总公司航空材料研究院负责起草.西安航空发动机公司、黎明发动机制造公司参加起草。本标准主要起草人:熊季远刘颖李伟光万育贤郭殿品用。范围中华人民共和国

2、航空工业标准渗铝工艺HBlZ 310-1997 本标准规定了高温合金包埋及气相渗铝工艺方法、材料、设备及质量控制要求等。本标准适用牙航空发动机高温合金零件的包埋反气相渗铝.n它产品的渗铝亦可参照使2 引用标准下列标准所包含的条文.通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准Q新版本的可能性UGB/T 1278 - 94 GB 2083 -89 GB 2946 - 92 GB 4292-84 G 4293-84 G 8178 - 87 HB 5354 - 94 阻35412-88H 7579 - 1997 QB 2

3、278 - 81 3材料氟化氢馁涂料铝粉氯化镀氟化铝氟化纳氧化知热处理t艺质量控制热处理IH气渗贺i质量检验氟化氢饵主要丁，艺材料兑表1。材料名称铝粉氧化铝中国航空工业总公司1997-09-23表l主要工艺材料技术要求GB 2083 GB 8178 用途包tII渗铝包地渗铝1997-10-01实施HB/Z 310-1997 续袤1材料名称技术要求用途氟化铝GB4292 包埋渗铝氟化纳GB4293 包埋渗铝氯化镀GB2问6包埋渗铝氟化氢馁GBlT 1278 气相渗铝氟化氢饵QB2278 包埋渗铝热处理用氧气HB5412 包埋及气相渗铝铝铁合金包理及气相渗铝4工艺控制4.1 在零件设计图样上，应规

4、定出渗铝部位、过渡区、渗铝层的深度。4.2 每种.铝工艺投入使用前必须编制渗铝工艺说明书和工艺规理并严格执行。4.3 每种零件在役产前.必须用废零件和试样作模拟试验，以确定零件渗铝工艺的具体参敬。4.4模拟试验用试样材料及状态应与零件相同，试样尺寸一般为们5-;30mm，长度为5mm。也可用相似大小的试片或用废零件切取。渗铝后.以试样.铝层深度代表零件的渗铝层深度。4.5 售铝妒和渗铝后的热处理用妒.必须符合田5354皿类炉的要求。在具备条件的情况下.渗铝罐工作区应配备温度测量热电偶并记录渗铝过程中的实际温度和时间。4.6 .铝工艺推荐的渗铝剂的成分见表2、表3。表2纯铝粉渗铝剂的几种成分(质

5、量比)序号渗铝弗l成分，%铝粉NaF KHF, NH.CI AlF, Al,o, 水分备注FLUI-2 =级=级三级三级工业假烧11 1. 2-1. 4 0.8-1. 2 。.05-0.15。.1-0.2余10.3 涡轮叶片21 1. 4-1. 6 0.8-1. 2 。.05-0.150.1-0.2 余涡轮叶片导向叶片31 1. 3-1. 7 。.05-0.151.31.71 余导向叶片41 1. 7-2.1 0.8- 1. 2 。.05-0.150.1-0.2 余10.3 导向叶片套简之类2 HB/Z 310-1997 表3铝铁合金块及粉末的成分(质量比元素铁Fe硅E且锺陆1铜cu铝Al含量

6、，91，42-50 3.0 1.0 4.0 余量注e1包埋潘铝加1%-4%氯化镀(质量比).2气相渗铝加0.5%-1.0%氟化氢镀或1%-4%氯化镀质量比).4.7纯铝粉加氧化铝包埋渗铝法的渗剂为一次性使用渗剂，使用前需在80-1下烘炜4-8ho 4.8铝铁合金包埋渗铝法的渗剂为多次性使用渗剂，首次使用前应进行婚烧，焰烧工艺推荐为温度950:t20t保温时间3-10h，熔烧3-6次，在氧气或空气中进行。渗剂可反复使用8-12次。根据渗剂活性可适当延长或缩短渗剂使用次数。4.9气相渗铝法的渗剂是用经氟化氢镀或氯化钱活化处理的铝铁合金块(直径3O-50nun)，使用时装入特制的不锈钢鸟笼状夹具中，

7、首次使用须经两次活化处理和一次850t保温lh熔烧(在两次活化之间)，渗剂每使用一次，须重新活化和烘干，使用次数一般不超过10次。如每次使用加入10%的新铝铁合金块，依此可连续使用。5工艺程序5.1 渗前检查5.2 除汹5.3 吹砂5.4非渗铝部位的保护5.5 装包5.6渗铝5.7拆包5.8清理5.9检验5.10渗铝后扩散热处理5.11 最终检验6 主要工艺程序说明6.1 渗前捻查待渗铝的表面应完好无损，无机械划伤、裂纹、麻点和任何形式的污染。6.2除油所有零件及试样应清除表面脏物及油污，可以用汽汹或其它有机溶剂清洗。清洗干净的零件不允许赤子触摸。3 HB/Z 310-1997 6.3吹砂6.

8、3.1 允许渗铝前吹砂的零件推荐用120-250日的氧化铝吹砂。不要求渗铝的机械加工表面，原则上应加以保护。在吹砂前应通过试验，确定合适的吹砂参数，然后再吹零件。具有冷却通道的零件在通道内通压缩空气或将内通道保护起来。6.3.2零件吹砂后必须用压缩空气吹干净内外表面上的砂粒，严防内通道藏砂。6.4非渗铝部位的保护零件上不要求渗铝的部位，可选用如下方法保护:a)陶瓷罩保护:材料成分见表4，与零件间隙不超过0.15mr刀，使用温度为850-950t。b)金属罩保护:材料可选用A3钢片、不锈钢片、高温合金片，与零件间隙不超过O.lmm，间隙内可涂Al，向粉，使用温度800-1000t。c)涂料保护z

9、可采用涂1.5-2mm厚的陶瓷浆保护，陶瓷浆成分见表5。表4保护罩的陶瓷成分(质量比)成分I Al,o, I Sio, I MgO I Cao I F e,o, K,O 含量，%二951-2 1. 0 2-3 0.1 表5保护用的掏钱浆成分序号氧化错聚醋酸乙烯乳胶乙烯清漆水粒度质量，gg g 1 100 5-10 2 280-320日50 50 适量6.5装包6.5.1 零件和试样装入最应符合工艺规程的规定。装入量不足时，可以使用废零件补足。6.5.2 为保证渗铝效果和温度分布均匀，渗剂应均生J压实。零件包埋在渗剂中，零件之间及零件与渗包内壁之间保将适当距离。用保护罩保护的零件应严防零件与保护

10、罩错位。6.5.3 试样放入位置，应能对零件具有代表性。6.5.4 在选用含有氟化锅的渗剂时，托盘上方应盖上多孔的硅砖片，可吸附纳气，避免拆罐时起火。6.6渗铝6.6.1 铝铁合金粉末包埋渗铝应采取密封措施，在空气炉或氧气保护下-进行。纯铝粉包埋渗铝和气相渗铝，需在密封渗铝罐中进行，应通入氧气排除罐内的空气，一般氧气的换气量约为罐内容积的五倍，才能保证完全排除罐内的空气，然后控制氧气到一定的流量，保持罐内正压。6.6.2 渗铝温度一般根据材料来选择，炉内停留的总时间应根据工艺试验而定。6.6.3 渗铝保温终了，出炉，通氯气或在空气中冷却到低于150t后拆包。6.6.4 推荐的渗铝工艺示例见附录

11、A(提示的附录)。4 HB/Z 310-1997 6.7拆包拆包时，小心取出零件和试样，防止零件碰伤。6.8 清理6.8.1 经过渗铝的零件，应彻底清理内外表面上的全部残余物。6.8.2零件可浸入含有25g/L氢氧化销和6.25g/L葡萄糖酸纳水溶液中清洗，温度60一70t.时间8-l1m皿。可重复清洗，但应防止渗铝层的腐蚀。然后用热水、冷水冲洗，再用干净的压缩空气吹干。6.8.3 当用软铁丝之类刷子清理零件表面粘附物时，零件最终必须浸入沸腾的50g/L的拧橡酸水溶液中浸泡3O-35min。然后用热水、冷水冲洗，再用干净的压缩空气吹干。6.9检验所有零件应按田7579规定进行目视检验。6.10

12、渗铝后扩散热处理6.10.1 渗铝后的扩散热处理，其温度和时间应按零件所用的材料标准及设计要求来选择。6.10.2扩散热处理可在空气炉或氯气保护下进行，也可在真空妒内进行，压强小于1.33Pa 7最终验收按HB7579规定进行最终验收。B质量控制渗铝设备、工艺过程、人员等因素的质量控制应符合田5354的规定。9 补渗和重渗9.1 如果渗铝层深度未达到设计图样规定，可与冶金部门商定补渗。9.2如果零件的渗铝层深度超过设计图样规定或曰视检验不合格时，可去除渗铝层，重新渗铝。9.3如零件渗铝层不合格，根据需要，可选用下列方法之一除去渗铝层:9.3.1 化学方法.)工业用浓盐酸密度1. 14g/ml

13、温度室温作用剧烈，容易过腐蚀。b)混合酸I磷酸密度1.65g/ml 硝酸密度1.42g/ml 冰黯酸温度挥发性强，污染环境。2份(体积)1份(体积)1份(体积)80-85t 5 c)混合酸E硝醺窑度1.42g/ml 水氨基确酸温度9.3.2机械方法HB/Z 310-1997 1份(体、9份(体积)50且/L4二401:可采用抛光、干或湿吹砂等方法。9.4渗铝层去除后的俭!Ji渗铝层去除后的俭验tII-IB 7579规定进行。9.5 若.铝层来除尽.允许再次去除.去除次曼史应根据零件公差要求而定.且事前应取得工艺及冶金部门同意。6 HB/Z 310-1997 附录A(提示的附录)渗铝工艺示例表A

14、1给出了几种渗铝工艺的示例。表A1渗铝工艺示例恃号材料牌号渗剂类型渗铝温度，C渗铝时间，h渗层深度，阳备注1 Kz 氧化铝铝粉890 7.5 20-38 涡轮工作叶片(Mav-MOO2) 1 和2 K23 氧化铝铝粉870 0.5 20-38 涡轮导向叶片(CIQ23 1事3 GH3039 氧化铝铝粉890 8 38-51 喷嘴套筒(N75) 4 精4 K640 铝铁合金粉970 28 30-70 风斗(X=40) 5 GH49 铝铁合金粉850 8 5-20 涡轮工作叶片(9U929) 6 GH2036 铝铁合金粉700 13 3-15 涡轮盘7 K417 铝铁合金块950 2-3.5 20-38 涡轮工作叶片8 K403 铝铁合金块950 2-3.5 10-30 导向叶片注z1 工艺1-3须扩散处理，S90t.16h。2工艺5须扩散处理，950t.2h3 其它不须扩散吐理。7 中华人民共和国航空工业标准渗铝工艺E亚Z310 - 1997 中国航空工业总公司销三0一研究所出版(北京东外京顺路7号)三0一研究所印刷草间印刷北京市1665号信箱发行阪钗唱有不得翻印 开丰787X 1仰21/16 印张3/4字敷16干字1998年8月第-版1998年8月第一次印刷印敏1-丑剧书号:标301.Al1415 定价5元