一种汽轮机叶片及其表面预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电镀镍领域，涉及一种汽轮机叶片及其表面预处理方法，尤其涉及一种在钎焊司太立合金片前经表面预处理得到的汽轮机叶片及其表面预处理方法。
【背景技术】
[0002]汽轮机叶片高速运行过程中因水汽等物质的存在会产生水蚀破坏，因此，汽轮机末级和次末级叶片往往需要钎焊一条具有良好耐水蚀性能的司太立合金片减缓叶片的水蚀破坏。
[0003]钎焊是将叶片待钎焊区域局部以及司太立合金片进行加热，连接本体与合金片的钎料熔化后发生流动并充分填充本体与合金片之间的间隙，冷却后将合金片连接于本体之上完成合金片的钎焊。由于合金片一般均为长条形非规则结构，合金片与本体的贴合面积大，合金片为非规则形状，很容易导致银焊料的流动不畅而引起贴合不良而造成钎焊不合格。有些叶片在设计时，要求钎焊前将合金槽进行电镀处理，由于镍层的存在，提高了熔融钎料的润湿性能，增加钎料熔化后的钎料的流动性，同时由于镍层的存在，减少了钎焊加热时氧化物对熔融钎料的污染。传统的电镀镍工艺一般为装饰性功能的电镀工艺，对电镀层无结合力的要求，对于镍层经高温处理后仍然需要具备较高的结合强度的电镀工艺更是少之又少;且汽轮机叶片材料一般为马氏体沉淀硬化不锈钢，该材料在酸性条件下，会迅速产生一层薄薄的钝化膜，在这种材料下进行电镀时，常常因为电镀上镍速度慢使得镍层附着于快速形成的钝化膜表面，影响镍层的结合力性能。
[0004]因此，在这样的技术背景下，亟需开发出一种适用于汽轮机叶片钢材料的电镀纯镍工艺，使其不仅能满足叶片对于电镀纯镍厚度的要求，而且还能满足镍层经受600?800°C高温后不发生剥落和起皮等问题，以及结合力符合IS02819的要求。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种在钎焊司太立合金片前经表面预处理得到的汽轮机叶片及其表面预处理方法。本发明通过预处理、冲击镀镍以及主镀镍处理对汽轮机叶片进行预处理，可在汽轮机叶片表面得到一层厚度达5?150μπι的镀层，其具有优良的结合力，尤其是在经受600?800°C高温后仍然可以保持较好的结合力，并且不会现开裂、剥落以及起皮等现象。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]第一方面，本发明提供了一种汽轮机叶片表面预处理方法，所述方法包括以下步骤:
[0008](1)对叶片表面进行镀前处理；
[0009 ] (2)在经过镀前处理的叶片表面进行冲击镀镍打底；
[0010](3)在经过冲击镀镍打底的叶片表面进行主镀镍增厚处理，然后经清洗、吹干和毛化处理得到所需叶片。
[0011]以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
[0012]作为本发明的优选方案，所述叶片为马氏体沉淀硬化不锈钢材料。
[0013]其中，马氏体沉淀硬化不锈钢材料可为0Crl7Ni4Cu4Ni和X4CrNiMoCul4_5等材料，该材料被加工成汽轮机末级或次末级动叶片，叶片上带有钎焊合金槽。
[0014]作为本发明的优选方案，步骤(1)对叶片表面进行镀前处理为对叶片表面的待电镀区域和非电镀区域进行镀前处理。
[0015]优选地，对叶片表面的待电镀区域进行镀前处理为:对叶片表面的待电镀区域依次进行毛化处理、除油处理、酸洗处理和清洗处理。
[0016]其中，对叶片表面进行毛化处理，是为了增加电镀纯镍的结合力；除油处理是为了去除叶片表面机械加工过程中残留下的油脂等污染物，为电镀提供清洁的待镀表面;酸洗处理是为了去除工件表面的氧化皮和氧化膜;清洗处理是为了将经过酸洗后的叶片表面清洗干净。
[0017]优选地，对叶片表面的非电镀区域进行镀前处理为:对叶片表面非电镀区域进行保护和遮蔽。
[0018]作为本发明的优选方案，所述毛化处理为:用百洁布、砂纸或纱布中任意一种或至少两种的组合对待电镀区域表面进行毛化。
[0019]优选地，所述毛化处理后叶片表面的粗糙度为Ru0.8?6.4μπι，例如Ru0.8ym、Rul.0μπι>Ru 1.5um>Ru2.0um>Ru2.5um>Ru3.0um>Ru3.5um>Ru4.0um>Ru4.5um>Ru5.0um>Ru5.5wn、Ru6.Ομπι 或 Ru6.4μπι 等。
[0020]优选地，所述除油处理包括化学除油和电解除油。
[0021]优选地，所述化学除油为:用碱性溶液或除油粉水溶液对叶片表面进行化学除油。
[0022]优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液或氢氧化钙溶液中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有:氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的组合，碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的组合，碳酸氢钠溶液和氢氧化钙溶液的组合，氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的组合，氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氢氧化1丐溶液的组合等。
[0023]优选地，所述碱性溶液的浓度为30?50g/L，例如30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或50g/L 等。
[0024]优选地，所述碱性溶液或除油粉水溶液的温度为50?60°C，例如50°C、51°C、52°C、53°C、54°C、55°C、56°C、57°C、58°C、59°C 或 60°C 等，进一步优选为 55°C。
[0025]优选地，所述化学除油的时间为3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，进一步优选为4?6min。
[0026]优选地，所述电解除油为:将经过化学除油的叶片进行清洗，然后用电解液对经过清洗后的叶片进行电解除油。
[0027]其中，将经过化学除油的叶片进行清洗为两道水洗，但不限于两道水洗，主要是以将工件表面的残留溶液清洗干净为目的。
[0028]优选地，所述电解液为氢氧化钠和磷酸钠的混合溶液。
[0029]优选地，所述电解液中氢氧化钠的浓度为40?80g/L，例如40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L 或 80g/L 等，磷酸钠的浓度为 20 ?40g/L，例如 20g/L、25g/L、30g/L、35g/L 或 40g/L 等。
[0030]优选地，所述电解液的pH值为12?16，例如12、13、14、15或16等，进一步优选为14。
[0031]优选地，所述电解液的温度为40?60°C，例如40°C、43°C、45°C、47°C、50°C、53°C、55°C、57°C或60°C等，进一步优选为50°C。
[0032]优选地，所述电解除油的电压为2?5V，例如2V、3V、4V或5V等，进一步优选为3V。
[0033]优选地，所述电解除油的时间为3?8111；[11，例如3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，进一步优选为4?6min。
[0034]经除油处理彻底除油后的表面可以提高镀层与本体的结合强度。
[0035]优选地，所述酸洗处理为:将经过除油处理的叶片进行清洗后，用酸性溶液进行酸洗处理。
[0036]其中，经过除油处理的叶片进行清洗是为了将电解除油后的表面的残留溶液清洗干净。
[0037]优选地，所述酸性溶液为盐酸溶液。
[0038]优选地，所述酸洗时间为2?8111；[11，例如2111；[11、3111；[11、4111；[11、5111；[11、6111；[11、7111；[11或8111；[11等，进一步优选为3?4min。
[0039]作为本发明的优选方案，步骤(2)在经过镀前处理的叶片表面进行冲击镀镍打底前对叶片表面的待电镀区域进行活化处理。
[0040]优选地，所述活化处理为:在15?30°C下(即室温)用浓度为20?30g/L的酸性溶液对叶片表面的待电镀区域进行活化处理，其中酸性溶液的浓度可为20g/L、23g/L、25g/L、27g/L 或 30g/L 等。
[0041 ]优选地，所述