CN114318322A - 一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,包括除油、保护、吹砂、预热、喷涂、清理以及外观检查的过程,通过本发明的实施,很好的解决了常用的喷涂方式难以保证涂层喷涂质量,容易出现涂层脱落及叶片氧化现象的问题,其加工方法简单,操作方便,稳定可靠;同时,本方法在抗氧化NiCrAlY涂层的喷涂过程中保护了涡轮叶片的非喷涂面、在零件基体实现一次喷涂、防止涂层大面积或局部掉块,此外还提供了喷涂质量的外观检验方法。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机制造技术领域,具体涉及一种用于涡轮叶 片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
背景技术
航空发动机产品应用涂层加工的较多,目前我公司承担制造的涡 轮叶片的叶身采用抗氧化NiCrAlY涂层,该涂层对于喷涂质量的要求 较高,而目前常用的喷涂方式难以保证用于航空发动机涡轮叶片的涂 层喷涂质量,容易出现涂层脱落及叶片氧化现象。因此,亟需提供一 种针对于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于涡轮叶片的 NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方 法,包括以下步骤:
S1,除油:用干净的有机溶剂将零件待喷涂表面清洗干净,完成 后使用洁净的压缩空气将零件吹干;
S2,保护:对零件的非喷涂表面贴上保护胶带进行遮盖保护;
S3,吹砂:选择干净的白刚玉砂对零件的待喷涂表面进行吹砂, 吹砂风压为0.3MPa~0.5MPa,吹砂角度为60°~90°,吹砂距离 100mm~150mm;
S4,预热:对待喷涂零件预热,预热温度为90℃~110℃
S5,喷涂:使用NiCrAlY粉末进行涡轮叶片的喷涂,喷涂的涂层 厚度0.2mm~0.25mm;其中使用NiCrAlY粉末的粒度为+45μm~+15 μm;所述喷涂气体为99.99%的氩气、99.999%的氢气以及99.95%的 氮气的混合气体;进行喷涂的参数为:O2流量38±2m3/h,煤油流量 19±1m3/h,送粉率50±2g/min,枪管长度为200mm,喷涂距离330 ±10mm;
S6,清理:将零件去除保护胶带和多余涂层,完成喷涂。
进一步的,所述步骤S3与步骤S5之间时间间隔不得超过2小时。
进一步的,所述步骤S5中,所使用的NiCrAlY粉末需进行烘干处 理,其烘干温度为110℃±10℃,烘干时间≥2h。
进一步的,所述步骤S5中,进行涡轮叶片喷涂时,先喷涂叶盆后 喷涂叶背;喷涂叶盆与叶背时,先喷涂前缘后喷涂尾缘;喷涂叶盆前 缘时尾缘朝向喷枪,喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪;喷涂叶背前缘时 前缘朝向喷枪,喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
进一步的,所述步骤S52中进行喷涂的参数为:O2流量38±2m3/h, 煤油流量19±1m3/h,送粉率50±2g/min,枪管长度为200mm,喷涂 距离330±10mm。
进一步的,所述步骤S5中,进行喷涂时,若被喷涂零件的材料为 钛合金则喷涂最高温度不能超过150℃;若被喷涂零件的材料为铝及 镁合金则喷涂最高温度不能超过120℃;若被喷涂零件的材料为高强 度钢、不锈钢合金及高温合金则喷涂最高温度不能超过200℃。
进一步的,所述步骤S3中,吹砂完成后,需对零件表面进行检验, 如零件表面不是均匀且无光泽的粗糙表面,则进行补吹砂,所述补吹 砂次数不得超过2次。
进一步的,所述步骤S6完成后,还包括步骤S7外观检查:对零件 喷涂表面进行外观检查,在自然散射光或反射光线下使用5~10倍放 大镜目视检查涂层外观,光的照度不低于300lx,喷涂后的零件需涂 层完整,表面均匀连续、无裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷,否 则零件喷涂不合格。
进一步的,在步骤S5中进行喷涂时,用干净的压缩空气对零件进 行冷却,其气流方向应不得妨碍喷涂粒子的流动。
进一步的,所述步骤S3中,所使用的白刚玉砂为24#~80#白刚玉 砂。
本发明的有益效果在于:通过本发明的实施,很好的解决了常用 的喷涂方式难以保证涂层喷涂质量,容易出现涂层脱落及叶片氧化现 象的问题,其加工方法简单,操作方便,稳定可靠;同时,本方法在 抗氧化NiCrAlY涂层的喷涂过程中保护了涡轮叶片的非喷涂面、在零 件基体实现一次喷涂、防止涂层大面积或局部掉块,此外还提供了喷 涂质量的外观检验方法。
附图说明
图1是本发明的喷涂流程示意图;
图2是本发明的待喷涂的涡轮叶片结构示意图;
图3是本发明的涡轮叶片喷涂表面示意图;
图中R区域为涡轮叶片的需喷涂区域。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限 于所述。
如图1所示的喷涂流程,主要包括涂油、保护、吹砂、预热、喷 涂、清理以及外观检查的过程。
步骤S1,除油:
除油用干净的工业汽油等有机溶剂将喷涂表面清洗干净,并使用 洁净的压缩空气吹干或晾干。
步骤S2,保护:
按照设计图纸或工艺图表的规定要求,用保护夹具或JD-22压敏 胶带将非喷涂表面予以保护。
步骤S3,吹砂:
①根据零件形状和厚薄程度,选择24#~80#白刚玉砂,砂粒必须 干净。吹砂部位按图3中所示。
②吹砂风压一般为0.3MPa~0.5MPa,吹砂角度为60°~90°,吹砂 距离100mm~150mm。压缩空气必须纯净。
③对待喷涂表面进行吹砂,吹砂后的表面应是均匀的、无光泽的 粗糙表面。如吹砂表面不符合要求,应进行补吹砂,补吹砂次数不得 超过两次。
④零件吹砂后应用干净的压缩空气将灰尘、砂粒吹净,并保管好, 不得弄脏零件表面。
⑤零件吹砂好后必须在2h之内进行喷涂。
步骤S4,预热:
对待喷涂零件预热,预热温度为90℃~110℃(从测温仪观察)。
步骤S5,喷涂:
①喷涂前,NiCrAlY粉末应先进行烘干操作:烘干温度为 110℃±10℃,烘干时间≥2h。
②喷涂材料
喷涂粉末:
NiCrAlY合金粉末应符合Q/15BJ0097-2012的要求。
喷涂气体:
氩气:99.99%;氢气:99.999%;氮气:99.95%。
③喷涂前应检查设备运行是否正常,如发现有故障时,应排除。
④喷涂应连续进行,每次中断不允许超过1h。
⑤在整个喷涂过程中,钛合金零件最高温度不能超过150℃;铝 及镁合金零件最高温度不能超过120℃;高强度钢、不锈钢合金及高 温合金零件最高温度不能超过200℃。喷涂NiCrAlY涂层厚度0.2mm~ 0.25mm。
⑥喷涂时,可用干净的压缩空气进行冷却,其气流方向应不妨碍 喷涂粒子的流动。喷涂原则先叶盆后叶背,先前缘后尾缘;特别注意 控制前缘的走枪速度、喷枪姿态的变化及步长大小的控制;喷涂叶盆 前缘时尾缘朝向喷枪,喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪;喷涂叶背前缘 时前缘朝向喷枪,喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
⑦喷涂结束,待设备停止后,小心移开冷却空气管、测温仪,移 开保护夹具,卸下零件。
步骤S6,清理:
将零件从夹具中取出,去除保护胶带和多余涂层,然后清理干净, 多余涂层的去除采用油石进行。
步骤S7,外观检查:
①在自然散射光或反射光线下目视检查涂层外观,光的照度不低 于300lx(相当于零件放在40W日光灯下0.5m处的光照度),必要时, 可用5~10倍放大镜检查。
②零件100%地进行外观检查。涂层应完整,表面均匀连续、无 裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷。
③允许溢出区的涂层在不影响装配质量的同时,其厚度可小于喷 涂面的50%,但涂层不得有剥落、裂纹。
④喷涂面与非喷涂面交接处2mm范围内允许有少量涂层。
⑤不允许缺陷:不符合设计图规定的过界喷涂;由于喷涂过程中 过热引起的涂层缺陷和变色。
Claims (10)
1.一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于包括以下步骤:
S1,除油:用干净的有机溶剂将零件待喷涂表面清洗干净,完成后使用洁净的压缩空气将零件吹干;
S2,保护:对零件的非喷涂表面贴上保护胶带进行遮盖保护;
S3,吹砂:选择干净的白刚玉砂对零件的待喷涂表面进行吹砂,吹砂风压为0.3MPa~0.5MPa,吹砂角度为60°~90°,吹砂距离100mm~150mm;
S4,预热:对待喷涂零件预热,预热温度为90℃~110℃
S5,喷涂:使用NiCrAlY粉末进行涡轮叶片的喷涂,喷涂的涂层厚度0.2mm~0.25mm;其中使用NiCrAlY粉末的粒度为+45μm~+15μm;所述喷涂气体为99.99%的氩气、99.999%的氢气以及99.95%的氮气的混合气体;进行喷涂的参数为:O2流量38±2m3/h,煤油流量19±1m3/h,送粉率50±2g/min,枪管长度为200mm,喷涂距离330±10mm;
S6,清理:将零件去除保护胶带和多余涂层,完成喷涂。
2.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S3与步骤S5之间时间间隔不得超过2小时。
3.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S5中,所使用的NiCrAlY粉末需进行烘干处理,其烘干温度为110℃±10℃,烘干时间≥2h。
4.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S5中,进行涡轮叶片喷涂时,先喷涂叶盆后喷涂叶背;喷涂叶盆与叶背时,先喷涂前缘后喷涂尾缘;喷涂叶盆前缘时尾缘朝向喷枪,喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪;喷涂叶背前缘时前缘朝向喷枪,喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
5.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S52中进行喷涂的参数为:O2流量38±2m3/h,煤油流量19±1m3/h,送粉率50±2g/min,枪管长度为200mm,喷涂距离330±10mm。
6.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S5中,进行喷涂时,若被喷涂零件的材料为钛合金则喷涂最高温度不能超过150℃;若被喷涂零件的材料为铝及镁合金则喷涂最高温度不能超过120℃;若被喷涂零件的材料为高强度钢、不锈钢合金及高温合金则喷涂最高温度不能超过200℃。
7.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S3中,吹砂完成后,需对零件表面进行检验,如零件表面不是均匀且无光泽的粗糙表面,则进行补吹砂,所述补吹砂次数不得超过2次。
8.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S6完成后,还包括步骤S7外观检查:对零件喷涂表面进行外观检查,在自然散射光或反射光线下使用5~10倍放大镜目视检查涂层外观,光的照度不低于300lx,喷涂后的零件需涂层完整,表面均匀连续、无裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷,否则零件喷涂不合格。
9.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:在步骤S5中进行喷涂时,用干净的压缩空气对零件进行冷却,其气流方向应不得妨碍喷涂粒子的流动。
10.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法,其特征在于:所述步骤S3中,所使用的白刚玉砂为24#~80#白刚玉砂。
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