CN111998789A - 一种热障涂层喷涂质量评估及控制方法 - Google Patents
一种热障涂层喷涂质量评估及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种热障涂层喷涂质量评估及控制方法,采用激光轮廓仪和多次往复喷涂的热障涂层陶瓷隔热层,在工件喷涂前进行涂层质量确认试片制备,利用激光轮廓仪对二维形貌全貌进行扫描,经过数据导出→三截面形貌特征曲线提取→高斯拟合分析→提出高斯峰特征参数→对比高质量涂层标准参数→评估工艺过程稳定性和涂层质量的流程,进行涂层质量评估的快速、有效的方法,针对不同工艺特征涂层,可以通过大量标准工艺试验和涂层性能验证,进一步确定A、FWHM、A/FWHM、高斯峰对应横坐标值Xc等参量,进一步加强涂层的质量控制和工艺稳定性评估。
Description
技术领域
本发明涉及热障涂层喷涂领域,具体涉及一种热障涂层喷涂质量评估及控制方法。
背景技术
热障涂层是现代燃气涡轮发动机涡轮叶片的三大关键制造技术之一,是提高涡轮叶片耐久性、使用温度和服役手段不可或缺的关键技术手段,热障涂层自身的质量稳定性和使役可靠性严重影响涡轮叶片服役安全,甚至影响航空发动机飞行或舰船动力、发电用燃气等动力安全及能源供应安全保障。目前涡轮叶片热障涂层制造技术,静叶片仍然以热喷涂技术为主,其中大气等离子喷涂技术是制备陶瓷隔热层的关键核心技术。大气等离子喷涂技术本身利用湍流等离子加热熔融粉末以沉积涂层的技术,存在较多的工艺稳定性影响因素,如何寻找一种快速、简便和低成本的加工工艺过程质量控制方法,成为了本领域技术人员亟待克服的技术问题。
大气等离子喷涂(APS)工艺中,涉及高达60余种工艺参数会对工艺过程稳定性和涂层质量产生影响,包括工作环境参数(温度、湿度、含尘浓度等)、等离子电源输出参数(电流(I)及输出波形等)、等离子气参数(压力(Pg)、流量(Lg)和组合等)、等离子喷涂功率(P)、等离子喷涂送粉参数(载气流量(Lp)、载气压力(Pp)、载气类型、送粉量(RPF)、送粉角度、送粉距离)、喷枪行走参数(摆动速率、步进、行走方向等)、基板预处理参数(喷砂、清洗状态)、预热及控温参数(温度)、等离子发生器烧蚀状态参数、粉末特性(形貌、微结构、粒度分布、流动性、松装密度等),上述各种参数对喷涂过程中等离子特性(焓值、速度、温度场、传热传质特性等)会导致较大的影响,最终所有因素耦合在等离子体和粉末相互作用关系(粒子温度、速度、熔融状态、分布等),结合基体表面特性,最终决定了涂层的微结构特征及性能。在上述多耦合、多参数条件下,通过简单的正交试验可以优化出涂层制备工艺范围,但往往需要大量的数据才能确定最佳的工艺范围,但是由于等离子自身特性,包括其等离子发生器阴阳极随使用衰减损耗,参数的偏移、硬件结构或配合关系变化等等,均会导致等离子特性和涂层质量产生变化。
在这一背景下,国内外研究人员和工程人员利用建立涂层工艺参数和涂层性能、微结构关联规律,在线粒子温度/速度监测,在线性能(厚度、残余应力和力学性能等),提高设备自动控制水平及参数负反馈控制(如采用计算机辅助控制技术实现净能量稳定控制),揭示沉积过程机理(溅片形成及涂层形成)以指导工艺调控等手段和措施;虽然上述部分技术已经实现了商用化,但存在以下技术问题:①没有真正实现在线实时负反馈的闭环控制,即基于微结构特征、性能及参数全耦合调控机制;②每项技术只能反馈局部问题,不能全面直接的评估涂层质量特征和加工过程一致性;③硬件成本高,对操作人员技术水平要求较高。
在上述问题基础上,进一步集中解决大气等离子喷涂过程中最为核心关键的两个环节等离子体和喷涂原材料粉末,及其耦合关系,建立等离子体-粉末-形成涂层过程质量评估方法,进行现场实时工艺过程稳定性诊断和涂层质量一致性评估,发展一种简化的模型、流程和方法,是当下该领域必须克服的技术问题之一。而大气等离子喷涂过程中,无论采用哪种粉末输送方式和送粉喷嘴,喷涂过程均要求绝大多数粉末可以输送进入等离子体高温区,确保获得目标性能的涂层,在往复进行单道次直线喷涂时,会形成偏中间区域凸起,涂层厚度较厚,边缘较薄的形貌特征,由于直线喷涂,所获得的形貌称为二维形貌。二维形貌特征关联了硬件、参数相关的等离子体和粉末相互作用关系,如粉末在等离子体中分布、熔融效果、熔化效果及片层厚度等各类的涂层微结构及性能相关联的特征,通过对二维形貌特点合理评定工艺过程及涂层质量,建立相互管理特征,探索采用二维形貌物理特征产量控制固化工艺条件下涂层质量控制方法,目前尚未有相关报导。
发明内容
为了解决上述问题,本发明基于目前行业背景技术需求,以及大气等离子喷涂热障涂层对过程稳定性控制和涂层质量控制技术及方法的迫切需求,建立一套采用大气等离子喷涂陶瓷隔热层二维形貌评定工艺过程稳定性和涂层质量的流程和方法,该流程和方法可以通过一定样本数量数据的积累,建立固定粉末、喷枪和标准生产工艺条件下涂层性能和涂层二维形貌关系,提取二维形貌特征参数,并提出其控制范围,快速的工件涂层制造前或阴阳极特性衰减周期内,评定工艺过程稳定性及目标涂层质量,已达到过程稳定性控制的目的,快速反馈工艺硬件或产量***问题,保障产品质量一致性。
本发明的目的是为了提高大气等离子喷涂工艺过程稳定性和质量一致性,通过涂层往复喷涂二维形貌特征的分析,以及形貌特征的物理产量数据化处理,快速在生产现场评定和判断涂层制备工艺***(硬件和参数等软件)的稳定性,评定涂层质量在标准或固化的工艺参数下,是否达到预定目标或交付质量要求的性能。
为了实现上述目的,本发明采用如下流程方法:
根据本发明实施例的一个方面,提供一种热障涂层喷涂质量的评估方法,包括:
S11:对方形样品进行往复直线喷涂热障涂层,喷涂过程中喷枪的物理中心和所述方形样品第一方向的中心线重合,且所述喷枪的物理中心距离方形样品中心距离的摆动幅度相同;
S12:利用激光轮廓仪,设定基准面,扫描获得往复喷涂面,以基板中心及起始状态建立坐标系,扫描获得所述涂层在所述第一方向上的二维形貌;
S13:导出所述二维形貌的原始数据;
S14:按照所述第一方向喷涂涂层的长度,选择特定截面位置的特征数据,导出数据绘制图形;
S15:将导出的数据进行绘图处理,并对应横向坐标值,合并所述特定截面位置的特征数据的纵坐标值取平均值对数据进行均一化处理,采用高斯公式对均一化处理后的数据进行拟合;
S16:提取高斯特征峰的半高宽FWHM、峰高A、高斯峰对应横坐标值Xc,并计算A/FWHM数值;
S17:重复S11~S16步骤多次,以获得高质量涂层二维形貌特征物理标准参数,通过目标样品采样参数与所述标准参数进行参数对比,给出所述目标样品采样参数偏差值及所述目标样品采样参数是否在高质量涂层标准参数范围内;
S18:依据S17结果,评估涂层质量,给出工艺稳定性和质量评估结论。
优选的,所述第一方向构成为单一方向或横纵交叉方向。
优选的,所述喷涂遍数不低于10遍或涂层最厚位置不低于0.3mm。
优选的,所述特定截面位置包括所述方形样品的1/2截面位置、1/3截面位置及对称2/3截面位置。
优选的,所述参数对比采用编制的自动校验软件进行。
根据本发明实施例的另一个方面,提供一种热障涂层喷涂质量的控制方法,包括:
S10:在标准工艺和固定设备、粉末材料条件下,在正式加工生产前,根据工件实际喷涂参数和工件预处理特性,在相同往复方向下进行多次喷涂,并通过前述评估方法评估所述涂层性能符合性,
S19:如所述目标样品采样参数在所述标准参数范围内,则判定工艺过程合格,所述目标样品的涂层质量满足要求,可进行工件喷涂;如不合格则排查设备硬件和参数,再次验证,回到S11流程重新开始,直至参数合格。
通过采用上述技术方案,
本发明具有以下有益效果:
1、该质量控制方法和评价方法成本低、效率高,规避了采用在线监测或监测仪器对喷涂过程和工作场景的干涉,对工艺布局无影响;
2、该方法采用了现有技术手段,通过少量的涂层性能样本数据,即可获得涂层质量和工艺过程稳定性控制的二维形貌物理参量范围,适宜于大规模工业生产过程中的涂层质量控制;
3、该方法耗时短,在大气等离子喷涂往复喷涂过程中喷涂遍数少,同时利用快速的激光轮廓仪扫描获得参量,短时间(<30min)人工处理或软件自动化处理(<5min)即可给出该工艺过程稳定性及涂层质量是否符合的判断,已确定是否可以进行或连续生产;
4、该方法将抽象过程进行了物理参量具体化,对现场操作人员要求较低,通过技术人员获取的参量范围,操作人员按照工艺进行往复喷涂试片制备,和根据操作流程对形貌进行扫描,采用软件自动数据处理或人工按标准流程数据处理的方式,即可快速评定过程质量;
5、该方法较为灵活,可以在更换主要消耗品、设备维修恢复、长时生产的间隔期内进行过程质量评定,避免了复杂的在线设备仪器安装和调试过程,对提高生产现场特种加工工艺实施过程中的参数控制、质量控制、过程稳定性异常控制等均能起到有效控制;
6、在标准生产工艺条件下,该方法具有筛查精度高(>99.9%)特点,对于过程控制异常和涂层质量异常的情况可以实现快速、直接和高精度排除,可大幅度提高涂层的工艺过程稳定性和质量一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明的整体流程示意图;
图2为本发明实施例1和实施例2的喷涂示意图;
图3为不同特征参数下的涂层结合强度对比图;
图4为不同特征参数下的涂层抗热震性能对比图;
图5为不同特征参数下的涂层热循环寿命对比图。
其中,N表示使用新喷嘴制备的涂层,L表示使用烧蚀喷嘴制备的涂层,M表示使用烧损喷嘴制备的涂层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面,提供一种热障涂层喷涂质量评估方法,包括如下步骤:
S11:根据标准工艺,进行往复直线喷涂热障涂层,采用单一方向喷涂或纵深与垂直方向均喷涂方式,喷涂过程中喷枪的物理中心和方形样品第一方向的中心线重合,各方向喷涂遍数不低于10遍或涂层最厚位置不低于0.3mm;要求喷涂过程中,距离方形样品中心距离的摆动幅度相同。
S12:利用激光轮廓仪,设定基准面,扫描获得往复喷涂面,以基板中心及起始状态建立坐标系,扫描获得单一方向或两个方向的涂层二维形貌。
S13:导出二维形貌的原始数据。
S14:按照该方向喷涂涂层的长度,选择1/2位置(方形样品中心)、1/3及对称2/3截面位置的特征数据,导出数据绘制图形。
S15:将导出的数据进行绘图处理,并对应横向坐标值,合并三组数据纵坐标值取平均值对数据进行均一化处理,采用高斯公式对获得唯一一组数据进行拟合。
S16:提取高斯特征峰的半高宽(FWHM)、峰高(A)、高斯峰对应横坐标值(Xc),并计算A/FWHM数值。
S17:重复S11~S16步骤至少十次,得到满足涂层质量要求的工艺过程对应涂层二维形貌特征物理参数。采用编制的自动校验软件或人工进行参数对比,给出偏差值及是否在高质量涂层标准参数范围内。
S18:依据S17结果,评估涂层质量,给出工艺稳定性和质量评估结论。
通过上述评估方法,通过少量的涂层性能样本数据,即可获得涂层质量和工艺过程稳定性控制的二维形貌物理参量范围,适宜于大规模工业生产过程中的涂层质量控制。
本发明实施例的另一个方面,提供一种热障涂层喷涂质量控制方法,如图1所示,该控制方法包括以下步骤:
S10:在标准工艺和固定设备、粉末材料条件下,在正式加工生产前,根据工件实际喷涂参数和工件预处理特性,在相同往复方向下进行多次喷涂,并评估涂层性能符合性。
S11:根据标准工艺,进行往复直线喷涂热障涂层,采用单一方向喷涂或纵深与垂直方向均喷涂方式,喷涂过程中喷枪的物理中心和方形样品第一方向的中心线重合,各方向喷涂遍数不低于10遍或涂层最厚位置不低于0.3mm;要求喷涂过程中,距离方形样品中心距离的摆动幅度相同。
S12:利用激光轮廓仪,设定基准面,扫描获得往复喷涂面,以基板中心及起始状态建立坐标系,扫描获得单一方向或两个方向的涂层二维形貌。
S13:导出二维形貌的原始数据。
S14:按照该方向喷涂涂层的长度,选择1/2位置(方形样品中心)、1/3及对称2/3截面位置的特征数据,导出数据绘制图形。
S15:将导出的数据进行绘图处理,并对应横向坐标值,合并三组数据纵坐标值取平均值对数据进行均一化处理,采用高斯公式对获得唯一一组数据进行拟合。
S16:提取高斯特征峰的半高宽(FWHM)、峰高(A)、高斯峰对应横坐标值(Xc),并计算A/FWHM数值。
S17:重复S11~S16步骤至少十次,得到满足涂层质量要求的工艺过程对应涂层二维形貌特征物理参数。采用编制的自动校验软件或人工进行参数对比,给出偏差值及是否在高质量涂层标准参数范围内。
S18:依据S17结果,评估涂层质量,给出工艺稳定性和质量评估结论。
S19:如参数在范围内,则判定工艺过程合格,目标涂层质量满足要求,可进行工件喷涂;如不合格则排查设备硬件和参数,再次验证,回到S11流程重新开始,直至参数合格。
其中,步骤S11中,喷涂参数、方向及样品形状、尺寸可根据实际需求进行修改。
步骤S14中,选择特征数据的位置可根据实际需求进行修改。
从而,该质量控制方法成本低、效率高,规避了采用在线监测或监测仪器对喷涂过程和工作场景的干涉,对工艺布局无影响。通过少量的涂层性能样本数据,即可获得涂层质量和工艺过程稳定性控制的二维形貌物理参量范围,适宜于大规模工业生产过程中的涂层质量控制。并且喷涂质量控制耗时短,在大气等离子喷涂往复喷涂过程中喷涂遍数少,同时利用快速的激光轮廓仪扫描获得参量,短时间(<30min)人工处理或软件自动化处理(<5min)即可给出该工艺过程稳定性及涂层质量是否符合的判断,以确定是否可以进行或连续生产。并通过将抽象过程进行了物理参量具体化,对现场操作人员要求较低,通过技术人员获取的参量范围,操作人员按照工艺进行往复喷涂试片制备,和根据操作流程对形貌进行扫描,采用软件自动数据处理或人工按标准流程数据处理的方式,即可快速评定过程质量。且该方法较为灵活,可以在更换主要消耗品、设备维修恢复、长时生产的间隔期内进行过程质量评定,避免了复杂的在线设备仪器安装和调试过程,对提高生产现场特种加工工艺实施过程中的参数控制、质量控制、过程稳定性异常控制等均能起到有效控制。在标准生产工艺条件下,该方法具有筛查精度高(>99.9%)特点,对于过程控制异常和涂层质量异常的情况可以实现快速、直接和高精度排除,可大幅度提高涂层的工艺过程稳定性和质量一致性。
具体的控制方法工艺可基于如下两个实施例进行理解说明。
实施例1:使用丙酮对基体合金进行清洗,使用XP-5吸入式喷砂机对基体进行喷砂处理,磨料为24目白刚玉砂,喷砂压力为0.4MPa,喷砂距离为50~100mm,喷砂角度为50~90°,使用DZ-HL5000超音速喷涂***制备粘结层,厚度为10~30μm,粘结层材料为NiCoCrAlY粉末,工艺参数为氧气流量20~60m3/h,煤油流量为10~50L/h,送粉速率为40~80g/min,喷涂距离为300~400mm,粘结层制备结束后,使用DH-80等离子喷涂***制备陶瓷层,陶瓷层粉末为7YSZ,工艺参数为电流60~80A,电压550~650V,送粉速率20~60g/min,喷涂距离50~100mm,喷涂轨迹如图2所示,沿着Y方向进行往复喷涂40次,喷枪的移动距离为Y0±30mm,过程中喷枪的中心需与中心线重合,且喷涂过程温度应低于400℃。
使用激光轮廓仪对基体表面进行形貌扫描,获得涂层轮廓数据,从导出的数据中提取Y=±15mm位置涂层轮廓坐标数据,利用高斯函数进行拟合,获取Y方向涂层的轮廓曲线特征参数:半高宽(FWHM)、峰高(A)、高斯峰对应横坐标值(Xc),并计算A/FWHM数值。
重复以上步骤10次,获得十组特征参数,结合涂层显微结构及性能特征,对特征参数监测范围进行分析归纳:当Xc:-3~0mm,A:0.2~0.35mm,FWHM:11~20mm,A/FWHM:0.01~0.032,设备状态正常,涂层性能满足使用需求。
依据统计分析所得特征参数,对涂层喷涂过程进行监测,分别对新喷嘴制备涂层N1、烧蚀喷嘴制备涂层L1和烧损喷嘴制备涂层M1进行涂层Y向二维形貌轮廓曲线特征参数、显微结构及性能进行分析,其中对比例L1和M1仅喷嘴状态分别为烧蚀、烧损状态外,基体预处理、粘结层制备和陶瓷层制备工艺均与实施例N1相同。利用激光轮廓仪获得涂层形貌数据,采用高斯函数对涂层轮廓进行曲线拟合,实施例N1涂层的形貌特征参数为Xc:-0.47mm,A:0.29mm,FWHM:16.44mm,A/FWHM:0.018,对比例L1涂层的形貌特征参数为Xc:-0.78mm,A:0.27mm,FWHM:17.79mm,A/FWHM:0.015,对比例M1涂层的形貌特征参数为Xc:2.93mm,A:0.44mm,FWHM:7.78mm,A/FWHM:0.057。实施例N1涂层的孔隙率为12%,未熔颗粒为2个,对比例L1涂层的孔隙率为11.3%,未熔颗粒为3个,对比例M1涂层的孔隙率为16%,未熔颗粒为9个;在1100℃,保温5~10min,水淬条件下,M1涂层平均热震寿命是63次,L1涂层平均热震寿命是290次,N1涂层平均热震寿命是275次;在1100℃,保温55min,冷却5min的热循环条件下,M1涂层平均热循环寿命是400h,L1涂层平均热循环寿命是700h,N1涂层平均热循环寿命是750h;在拉伸速率为1mm/min下测试涂层结合强度,M1涂层结合强度为29.11MPa,L1涂层结合强度为36.4MPa,N1涂层则为35.9Mpa。
实施例2:使用丙酮对基体合金进行清洗,使用XP-5吸入式喷砂机对基体进行喷砂处理,磨料为24目白刚玉砂,喷砂压力为0.4MPa,喷砂距离为50-100mm,喷砂角度为50~90°,使用DZ-HL5000超音速喷涂***制备粘结层,厚度为10-30μm,粘结层材料为NiCoCrAlY粉末,使用DH-80等离子喷涂***制备陶瓷层,陶瓷层粉末为7YSZ,超音速火焰喷涂和等离子喷涂工艺参数与实施1相同。喷涂轨迹如图2所示,沿着X方向进行往复喷涂40次,喷枪的移动距离为X0±30mm,过程中喷枪的中心需与中心线重合,且喷涂过程温度应低于400℃。
使用激光轮廓仪对基体表面进行形貌扫描,获得涂层轮廓数据,从导出的数据中提取X=±15mm位置涂层轮廓坐标数据,利用高斯函数进行拟合,获取X方向涂层的轮廓曲线特征参数:半高宽(FWHM)、峰高(A)、高斯峰对应横坐标值(Xc),并计算A/FWHM数值。
重复以上步骤10次,获得十组特征参数,结合涂层显微结构及性能特征,对特征参数监测范围进行分析归纳:当Xc:2.5~4mm,A:0.4~0.55mm,FWHM:7~11mm,A/FWHM:0.04~0.079,设备状态正常,涂层性能满足使用需求。
依据统计分析所得特征参数,对涂层喷涂过程进行监测,分别对新喷嘴制备涂层N2、烧蚀喷嘴制备涂层L2和烧损喷嘴制备涂层M2进行涂层X向二维形貌轮廓曲线特征参数、显微结构及性能进行分析,其中对比例L2和M2仅喷嘴状态分别为烧蚀、烧损状态外,基体预处理、粘结层制备和陶瓷层制备工艺均与实施例2相同。利用激光轮廓仪获得涂层形貌数据,采用高斯函数对涂层轮廓进行曲线拟合,实施例N2涂层的形貌特征参数为Xc:2.93mm,A:0.43mm,FWHM:9.88mm,A/FWHM:0.044,对比例L1涂层的形貌特征参数为Xc:3.75mm,A:0.48mm,FWHM:9.88mm,A/FWHM:0.049,对比例M1涂层的形貌特征参数为Xc:2.07mm,A:0.56mm,FWHM:6.98mm,A/FWHM:0.08。实施例N1涂层的孔隙率为11.4%,未熔颗粒为2个,对比例L1涂层的孔隙率为10.7%,未熔颗粒为1个,对比例M1涂层的孔隙率为15.1%,未熔颗粒为6个;在1100℃,保温5~10min,水淬条件下,M1涂层平均热震寿命是47次,L1涂层平均热震寿命是310次,N1涂层平均热震寿命是275次;在1100℃,保温55min,冷却5min的热循环条件下,M1涂层平均热循环寿命是432h,L1涂层平均热循环寿命是689h,N1涂层平均热循环寿命是728h;在拉伸速率为1mm/min下测试涂层结合强度,M1涂层结合强度为22.7MPa,L1涂层结合强度为37.64MPa,N1涂层则为34.73Mpa,不同特征参数下的涂层性能可参见图3-5。
本发明可用于大规模标准化生产过程中,利用消耗品更换、设备维护及产品更替的间隔时间可以有效评估喷涂过程的稳定性,避免了复杂的在线监测仪器安装与调试过程及破坏性的离线检测手段,可以快速、高效识别过程控制异常和涂层质量异常,有效提高涂层生产过程中的过程稳定性和产品质量一致性。
综上所述,本发明在使用时,根据实际应用要求,利用二维形貌轮廓特征参数能够有效地完成对喷涂设备及涂层的稳定性监测。上述实施例仅用于说明本发明,试样基体的材料、尺寸、形状及喷涂轨迹、道次、喷枪移动距离、二维形貌获取方式等都是可以有所变化的,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (6)
1.一种热障涂层喷涂质量的评估方法,其特征在于,包括:
S11:对方形样品进行往复直线喷涂热障涂层,喷涂过程中喷枪的物理中心和所述方形样品第一方向的中心线重合,且所述喷枪的物理中心距离方形样品中心距离的摆动幅度相同;
S12:利用激光轮廓仪,设定基准面,扫描获得往复喷涂面,以基板中心及起始状态建立坐标系,扫描获得所述涂层在所述第一方向上的二维形貌;
S13:导出所述二维形貌的原始数据;
S14:按照所述第一方向喷涂涂层的长度,选择特定截面位置的特征数据,导出数据绘制图形;
S15:将导出的数据进行绘图处理,并对应横向坐标值,合并所述特定截面位置的特征数据的纵坐标值取平均值对数据进行均一化处理,采用高斯公式对均一化处理后的数据进行拟合;
S16:提取高斯特征峰的半高宽FWHM、峰高A、高斯峰对应横坐标值Xc,并计算A/FWHM数值;
S17:重复S11~S16步骤多次,以获得高质量涂层二维形貌特征物理标准参数,通过目标样品采样参数与所述标准参数进行参数对比,给出所述目标样品采样参数偏差值及所述目标样品采样参数是否在高质量涂层标准参数范围内;
S18:依据S17结果,评估涂层质量,给出工艺稳定性和质量评估结论。
2.如权利要求1所述的评估方法,其特征在于,
所述第一方向构成为单一方向或横纵交叉方向。
3.如权利要求1所述的评估方法,其特征在于,
所述喷涂遍数不低于10遍或涂层最厚位置不低于0.3mm。
4.如权利要求1所述的评估方法,其特征在于,
所述特定截面位置包括所述方形样品的1/2截面位置、1/3截面位置及对称2/3截面位置。
5.如权利要求1所述的评估方法,其特征在于,
所述参数对比采用编制的自动校验软件进行。
6.一种热障涂层喷涂质量的控制方法,其特征在于,包括:
S10:在标准工艺和固定设备、粉末材料条件下,在正式加工生产前,根据工件实际喷涂参数和工件预处理特性,在相同往复方向下进行多次喷涂,并通过如权利要求1-5任一项所述的评估方法评估所述涂层性能符合性,
S19:如所述目标样品采样参数在所述标准参数范围内,则判定工艺过程合格,所述目标样品的涂层质量满足要求,可进行工件喷涂;如不合格则排查设备硬件和参数,再次验证,回到S11流程重新开始,直至参数合格。
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