一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法
阅读说明：本技术 一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法 (Treatment method for titanium alloy wrapping edges of helicopter blades ) 是由 张艳苓 朱彦海 陈福龙 王耀奇 于 2021-01-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法,一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法,包括以下步骤：钛合金板材喷砂；第一酸洗,将喷砂处理后的钛合金板材进行除油酸洗；涂防氧化涂料,将清洗后的钛合金板材的两面分别喷涂防氧化涂料；热成形,将涂防氧化涂料后的钛合金板材通过热成形加工成钛合金包边；除防氧化涂料,除去钛合金包边表面的防氧化涂料；碱崩,对钛合金包边进行碱崩处理；第二酸洗,对钛合金包边进行第二酸洗；阳极氧化,对钛合金包边进行阳极氧化处理；胶接,将阳极氧化后的钛合金包边和防除冰加热组件、桨叶本体分别进行胶接固化。提高了钛合金包边的精度及胶接性能。本发明应用于直升机技术领域。(The invention relates to a method for processing titanium alloy covered edges of helicopter blades, which comprises the following steps: sand blasting is carried out on the titanium alloy plate; performing first acid washing, namely performing oil removal and acid washing on the titanium alloy plate subjected to sand blasting; coating an anti-oxidation coating, namely respectively spraying the anti-oxidation coating on two surfaces of the cleaned titanium alloy plate; thermoforming, namely thermoforming the titanium alloy plate coated with the anti-oxidation coating into a titanium alloy wrapping edge; removing the anti-oxidation coating and removing the anti-oxidation coating on the surface of the titanium alloy wrapping edge; performing alkali disintegration, namely performing alkali disintegration treatment on the titanium alloy covered edge; carrying out second acid washing, namely carrying out second acid washing on the titanium alloy covered edge; anodizing, namely anodizing the titanium alloy covered edge; and (3) gluing and solidifying the anodized titanium alloy wrapping edge, the deicing heating assembly and the blade body respectively. The precision and the bonding performance of the titanium alloy wrapping edge are improved. The invention is applied to the technical field of helicopters.)
技术领域
本发明涉及直升机技术领域，特别是涉及一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法。
背景技术
直升机旋翼桨叶主要由复合材料的桨叶本体5、防除冰加热组件4和前缘的包边31三部分组成，如图1所示，其中包边31是桨叶的重要防护结构，其主要作用是保护复合材料的桨叶本体5在高速旋转时不被空气冲刷及扬起的沙尘、碎石等异物撞击，导致复合材料分层破坏。目前桨叶包边31主要采用0Cr18Ni9Ti不锈钢，但不锈钢耐腐蚀性差，室温成形精度低、胶接应力大，导致包边31使用过程中会出现开胶、脱落等现象，影响直升机的飞行安全。
钛合金具有密度低、耐腐蚀性好、热成形精度高等优点，用其替代不锈钢，可以进一步提高桨叶包边31的耐腐蚀性和可靠性，对于钛合金的包边31通常采用热弯曲成形的方法实现其近净成形，热成形后的包边31内表面需要与防除冰加热组件4、桨叶本体5分别进行胶接，为了提高包边31的胶接质量，胶接前内表面需要进行粗化处理。
现有技术中，常用的方法是在原始钛合金板材或包边31内表面进行喷砂，原始钛合金板材喷砂后进行高温热压成形时，压力和高温氧化会对喷砂表面产生不利影响，使成形后零件的胶接性能降低，由于钛合金的包边31壁厚薄，尺寸大，壁厚仅为0.5～0.6mm，成形后喷砂易产生变形和内应力，导致钛合金的包边31精度差、胶接应力大，胶接性能不稳定，影响钛合金包边的包边31的使用安全。
因此，发明人提供了一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法，通过将变形前的钛合金板材喷砂处理和热成形后的阳极氧化处理相结合，解决了成形后胶接表面喷砂处理带来的变形以及喷砂表面热成形后胶接性能下降等问题。
(2)技术方案
第一方面，本发明的实施例提出了一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法，包括以下步骤：
钛合金板材喷砂，将用于制作钛合金包边的钛合金板材的一面进行喷砂处理；
第一酸洗，将喷砂处理后的钛合金板材进行除油酸洗；
涂防氧化涂料，将清洗后的钛合金板材的两面分别喷涂防氧化涂料；
热成形，将涂防氧化涂料后的钛合金板材通过热成形加工成钛合金包边；
除防氧化涂料，除去钛合金包边表面的防氧化涂料；
碱崩，对钛合金包边进行碱崩处理，去除氧化皮；
第二酸洗，对钛合金包边进行第二酸洗；
阳极氧化，对钛合金包边进行阳极氧化处理；
胶接，将阳极氧化后的钛合金包边和防除冰加热组件、桨叶本体分别进行胶接固化。
进一步地，步骤钛合金板材喷砂中，采用40～120目金刚砂或氧化铝砂对用于制作钛合金包边的钛合金板材的一面进行干喷，所述干喷压力为0.2～0.8MPa。
进一步地，步骤涂防氧化涂料中，将清洗后的钛合金板材的两面分别喷涂T50防氧化涂料。
进一步地，步骤热成形中，将用于热成形的凸模和凹模装入热压机上进行升温，当达到预设温度后，将钛合金板材放在凸模和凹模之间，所述钛合金板材喷砂处理的一面与凸模接触，所述钛合金板材未喷砂处理的一面与凹模接触，保温保压1～20分钟。
进一步地，所述预设温度为650～850℃。
进一步地，步骤碱崩中，在氢氧化钠200g/L～1000g/L、亚硝酸钠100～300g/L溶液中对钛合金包边进行碱崩处理，去除氧化皮。
进一步地，步骤第二酸洗中，采用浓度为68％的硝酸250～700ml/L、浓度为40％的氢氟酸3～100ml/L对钛合金包边进行酸洗。
进一步地，步骤阳极氧化中，在50～150ml/L硫酸溶液中对钛合金包边内表面进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为10～50V。
进一步地，步骤胶接中，所述防除冰加热组件为橡胶材料，所述钛合金包边和橡胶材料之间采用J200-1A胶黏剂胶接固化。
进一步地，步骤胶接中，所述钛合金包边和桨叶本体之间采用SY-24C(Ⅱ)胶黏剂胶接固化。
(3)有益效果
综上，本发明直升机桨叶钛合金包边的处理方法中，步骤钛合金板材喷砂是为了获得钛合金板材清洁、合适粗糙度的粗糙表面，有利于提高防氧化涂料的结合力和胶黏剂结合力；步骤第一酸洗是为了去除钛合金板材表面的油渍等污染物；步骤涂防氧化涂料是为了防止钛合金板材热成形过程中发生氧化，同时在成形过程中起到润滑作用；步骤热成形是用于将钛合金板材加工成钛合金包边；步骤除防氧化涂料是为了除去钛合金包边表面的防氧化涂料，具体的，利用清水清洗钛合金包边表面的防氧化涂料，成本低廉；步骤碱崩是为了是进一步清理钛合金包边上的涂料、污物和钛合金氧化物；步骤第二酸洗是为了清除钛合金包边上的氧化物、杂质，并尽量少的影响钛合金包边尺寸及表面粗糙度；步骤阳极氧化是为了改善钛合金包边胶接表面的惰性结构，进一步提高钛合金包边与防除冰加热组件、钛合金包边与复合材料的桨叶本体的胶接性能；步骤胶接是用于将阳极氧化后的钛合金包边和防除冰加热组件、桨叶本体分别进行胶接固化。
本发明直升机桨叶钛合金包边的处理方法，通过将变形前的钛合金板材喷砂处理和热成形后的阳极氧化处理相结合，解决成形后胶接表面喷砂处理带来的变形以及喷砂表面热成形后胶接性能下降等问题，从而进一步提高钛合金包边的制造精度，及钛合金包边与防除冰加热组件之间、钛合金包边与复合材料的桨叶本体之间的胶接性能，可以很好的保证直升机桨叶前缘的钛合金包边成型精度的同时，提高了钛合金包边与防除冰加热组件、钛合金包边与桨叶本体的胶接强度和耐久性，提高了钛合金包边的使用安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是背景技术中直升机旋翼桨叶的局部剖视图。
图2本发明实施例步骤热成形中凸模、凹模和钛合金板材的关系示意图。
图3是本发明实施例钛合金包边的结构示意图。
图中：
1-凸模；2-凹模；3-钛合金包边；31-包边；4-防除冰加热组件；5-桨叶本体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参照图1至图3，本实施例的钛合金包边3和现有技术中包边31的外形结构一致，因此，在本实施例中，为了便于展示，可将图1中的包边31代表本实施例的钛合金包边3。
一种直升机桨叶钛合金包边的处理方法，包括以下步骤：
钛合金板材喷砂，将用于制作钛合金包边3的钛合金板材的一面进行喷砂处理；
第一酸洗，将喷砂处理后的钛合金板材进行除油酸洗；
涂防氧化涂料，将清洗后的钛合金板材的两面分别喷涂防氧化涂料；
热成形，将涂防氧化涂料后的钛合金板材通过热成形加工成钛合金包边3；
除防氧化涂料，除去钛合金包边3表面的防氧化涂料；
碱崩，对钛合金包边3进行碱崩处理处理，去除氧化皮；
第二酸洗，对钛合金包边3进行第二酸洗；
阳极氧化，对钛合金包边3进行阳极氧化处理；
胶接，将阳极氧化后的钛合金包边3和防除冰加热组件4、桨叶本体5分别进行胶接固化。
本实施例直升机桨叶钛合金包边的处理方法中，步骤钛合金板材喷砂是为了获得钛合金板材清洁、合适粗糙度的粗糙表面，有利于提高防氧化涂料的结合力和胶黏剂结合力；步骤第一酸洗是为了去除钛合金板材表面的油渍等污染物；步骤涂防氧化涂料是为了防止钛合金板材热成形过程中发生氧化，同时在成形过程中起到润滑作用；步骤热成形是用于将钛合金板材加工成钛合金包边3；步骤除防氧化涂料是为了除去钛合金包边3表面的防氧化涂料、杂质，具体的，利用清水清洗钛合金包边3表面的防氧化涂料，成本低廉；步骤碱崩是为了是进一步清理钛合金包边3上的涂料、污物和钛合金氧化物；步骤第二酸洗是为了清除钛合金包边3上的氧化物并尽量少的影响钛合金包边3尺寸及表面粗糙度；步骤阳极氧化是为了改善钛合金包边3胶接表面的惰性结构，进一步提高钛合金包边3与防除冰加热组件4、钛合金包边3与复合材料的桨叶本体5的胶接性能；步骤胶接是用于将阳极氧化后的钛合金包边3和防除冰加热组件4、桨叶本体5分别进行胶接固化。
本实施例直升机桨叶钛合金包边的处理方法，通过将变形前的钛合金板材喷砂处理和热成形后的阳极氧化处理相结合，解决成形后胶接表面喷砂处理带来的变形以及喷砂表面热成形后胶接性能下降等问题，从而进一步提高钛合金包边3的制造精度，及钛合金包边3与防除冰加热组件4之间、钛合金包边3与复合材料的桨叶本体5之间的胶接性能，可以很好的保证直升机桨叶前缘的钛合金包边3成型精度的同时，提高了钛合金包边3与防除冰加热组件4、钛合金包边3与桨叶本体5的胶接强度和耐久性，提高了钛合金包边3的使用安全性。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤钛合金板材喷砂中，采用40～120目金刚砂或氧化铝砂对用于制作钛合金包边3的钛合金板材的一面进行干喷，所述干喷压力为0.2～0.8MPa。具体的，将1300*300*0.5mm厚的TC4钛合金板材一面进行喷砂处理，采用沙粒目数60目的氧化铝砂，干喷，压力为0.2Mpa，喷砂后获得钛合金板材表面的粗糙度为2.83μm。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤涂防氧化涂料中，将清洗后的钛合金板材的两面分别喷涂T50防氧化涂料。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤热成形中，将用于热成形的凸模1和凹模2装入热压机上进行升温，当达到预设温度后，将钛合金板材放在凸模1和凹模2之间，所述钛合金板材喷砂处理的一面与凸模1接触，所述钛合金板材未喷砂处理的一面与凹模2接触，保温保压1～20分钟。本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，所述预设温度为650～850℃。具体的，将包边热成形模具装入热压机上进行升温，当温度升到预设温度700℃后装入钛合金板材，钛合金板材喷砂处理的一面与凸模1接触，钛合金板材未喷砂处理与凹模2接触，合模热压成形，保温保压15分钟。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤碱崩中，在氢氧化钠200g/L～1000g/L、亚硝酸钠100～300g/L溶液中对钛合金包边3进行碱崩处理，去除氧化皮。具体的，在氢氧化钠200g/L～1000g/L、亚硝酸钠100～300g/L溶液中对钛合金包边3进行碱崩处理，去除氧化皮，目的是进一步清理涂料、污物和钛合金氧化物。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤第二酸洗中，采用浓度为68％的硝酸250～700ml/L、浓度为40％的氢氟酸3～100ml/L对钛合金包边3进行酸洗。具体的，采用硝酸(68％)300ml/L，氢氟酸(40％)40ml/L溶液对钛合金包边3进行酸洗，目的是清除氧化物并尽量少的影响钛合金包边3尺寸及表面粗糙度。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤阳极氧化中，在50～150ml/L硫酸溶液中对钛合金包边3内表面进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为10～50V。具体的，在100ml/L硫酸溶液中对钛合金包边3内表面进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为20V，目的是改善钛合金包边3胶接表面的惰性结构，进一步提高零件的胶接性能。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤胶接中，所述防除冰加热组件4为橡胶材料，所述钛合金包边3和橡胶材料之间采用J200-1A胶黏剂胶接固化。
本实施例中，作为上述技术方案的进一步改进，步骤胶接中，所述钛合金包边3和桨叶本体5之间采用SY-24C(Ⅱ)胶黏剂胶接固化。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。
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