一种气膜孔的孔壁缺陷修复方法及装置

本发明涉及激光制造与加工领域，尤其涉及适用于航空涡轮叶片气膜孔、火焰筒气膜孔、航空或汽车喷油嘴气膜孔等气膜孔的孔壁缺陷修复方法及装置。

背景技术：

20世纪90年代以来，气膜孔冷却技术作为一种有效的降温技术，结合热障涂层技术，使材料克服自身熔点的掣肘，让材料在工作环境温度远高于自身熔点的情况下，依然能正常工作。气膜孔的孔径通常为0.3-0.5mm，目前气膜孔的制造技术主要有电火花、电液束、激光、超快激光等。其中，采用长脉冲激光加工的方法完成气膜孔的加工后，在孔的内壁会产生毛刺、重熔层、微裂纹、热影响区等缺陷，影响气膜孔的性能。而且，在对带有气膜孔的工件进行损伤修复时，需要对工件重新涂层，涂料可能会附着于孔的内壁，这可能会将气膜孔部分堵塞，造成工件无法满足使用要求。同时，在对孔的参量进行微观检测时，也会由于气膜孔的以上缺陷，无法准确的测量气膜孔的实际参数，影响对气膜孔真实参量的掌握。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种针对气膜孔的孔壁缺陷修复方法，通过气膜孔的孔壁缺陷修复技术，去除气膜孔的孔壁缺陷或清除堵塞杂质，让气膜孔发挥出最佳效用，同时得以更精确的掌握气膜孔的微观结构，对生产实践，具有重要意义和广阔的应用前景。

一种气膜孔的孔壁缺陷修复方法，包括如下步骤：

步骤一：对已经加工气膜孔的待处理工件进行预处理，清除表面可见杂质，清洗表面然后立即吹干；

步骤二：将已预处理的工件通过夹具固定在圆柱形容器内，然后加入一定量的长度的金属磁性微针，加入抛光液；

步骤三：启动电机，旋转盘带动圆柱形容器旋转，处理开始，一段时间后，停止电机。

步骤四：取出工件，清洗工件，烘干。

其中，步骤二)中，抛光液漫过已预处理过的工件，金属微针的硬度小于已预处理过的工件的硬度；同时金属磁性微针的长度远小于气膜孔内径；金属磁性微针长度为10μm。

一种气膜孔的孔壁缺陷修复方法的修复装置，包括圆柱形容器、旋转盘、变速装置和电机；所述圆柱形容器设置在旋转盘上，电机的输出端连接有变速装置的输入端，变速装置的输出端连接有旋转盘。

进一步的，所述圆柱形容器内通过夹具夹持有已预处理过的工件；所述圆柱形容器通过固定件设置在旋转盘上。

该装置主要包括驱动机构、机架、工件固定旋转机构、金属磁性微针。

所述工件固定旋转机构设置在机架上，所述驱动机构位于工件旋转机构下方。

所述驱动机构包括电机、联轴器、变速装置、旋转盘、固定件。电机通过联轴器，连接变速装置，旋转盘通过固定件连接变速装置。

所述工件固定旋转机构包括用于固定待处理工件的夹具、圆柱形容器、固定件。圆柱形容器通过固定件固连在旋转盘上，夹具安置于容器内部，用以固定待处理工件。其中圆柱形容器下端封闭，上端为开口，以便放置工件、添加金属磁性微针、观察处理状态等。

本发明提高的针对气膜孔的孔壁缺陷去除方法包括以下步骤：

步骤(1)、将待处理工件通过专用夹具固定在所述圆柱形容器内；

步骤(2)、将金属磁性微针、抛光液加入所述圆柱形容器内；

步骤(3)、启动电机，电机主轴经变速装置连接旋转盘，带动圆柱形容器快速旋转；

步骤(4)、停止电机，取出工件。

有益效果：

1.金属磁性微针和抛光液由于惯性力和磁力的作用，进入气膜孔内部，对上述缺陷产生剪切，从而切除孔壁缺陷，使气膜孔内壁变光滑同时清洁气膜孔内部杂质，实现去除气膜孔的孔壁缺陷的目的。

2.本发明能够有效清除气膜孔内部重熔层、氧化层、热影响区等加工缺陷，以及在对工件重新涂层时，附着于孔内壁的涂料，使气膜孔堵塞，也能清除气膜孔内部的涂料杂质，，使气膜孔能够满足使用要求，同时便于对气膜孔内部进行更精确的观测。

3.利用抛光液混合金属磁性微针去除孔内缺陷，以此来提高气膜孔的内壁质量。

附图说明

图1为本发明实施例中气膜孔的孔壁缺陷修复方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例中气膜孔的孔壁缺陷修复装置的运转原理示意图；

图3为本发明实施例中气膜孔的孔壁缺陷修复装置的加工原理示意图。

附图标记：

1-圆柱形容器；2-旋转盘；3-变速装置；4-电机。

具体实施方式

为了更好的展示本发明，便于理解，下面结合本发明实施例中的附图，通过具体的实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的的描述。下面所述内容中很多细节可用其他工艺进行替换，进而达到同样的目的。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似的改动，因此本发明不受于下面公开的具体实施的限制。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合附图所示，本发明所述的气膜孔的孔壁缺陷修复装置的实施过程，包括如下步骤：

步骤一：对已经加工气膜孔的待处理工件进行预处理，清除表面可见杂质，清洗表面然后立即吹干；

步骤二：将已预处理的工件通过专用夹具固定在圆柱形容器内，然后加入一定量的长度约为10μm的金属磁性微针，加入抛光液。其中抛光液漫过工件，金属微针的硬度小于待处理工件的硬度，因此金属磁性微针接触待处理工件时，不会损伤待处理工件的表面，同时金属磁性微针的长度远小于气膜孔内径，金属磁性微针不会卡在气膜孔内部，便于处理结束后的清理。

将待处理的工件进行预处理，用夹具固定于指定容器内；将金属磁性微针和抛光液加入指定容器；启动电机转动，通过一系列装置带动指定容器旋转，从而使金属磁性微针和抛光液在磁力和惯性力的作用下，进入气膜孔内部，达到去除气模孔内部缺陷，清除气模孔内部杂质的目的。

金属磁性微针，其长度约为10μm，金属硬度小于待处理工件，利用金属磁性微针和抛光液在惯性力和磁力的作用下，对气膜孔内壁的缺陷进行去除，同时清理了气膜孔内部的混合杂质。

装置以电机经变速后驱动旋转盘，从而使指定容器旋转，以达到在气膜孔内部充分混合抛光液和金属磁性微针目的，同时也提供了去除孔壁缺陷所需的剪切力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。