專利名稱：用于有多個噴涂區域面的窄深槽型面熱噴涂方法
技術領域：
本發明涉及熱噴涂涂層加工技術領域，特別是涉及有多個噴涂區域面的窄且又深的結構槽型面噴涂方法。
背景技術：
隨著航空發動機技術的發展，為了滿足發動機整體性能的要求，對其零部件的性能要求越來越高，因此發動機零部件的設計不斷推陳出新，結構更加復雜，性能不斷優化。由于結構和性能需要，航空發動機某些帶有窄V型或U型結構槽的部件需要熱噴涂涂層，以提高零部件耐磨、耐腐蝕性能等，并通過控制各噴涂區域的涂層厚度或金相組織改善其性能，滿足裝配及使用要求。在航空發動機加工領域，熱噴涂技術在航空發動機上的運用越來越多，但在傳統的航空發動機零部件加工領域，一般需要熱噴涂加工的零件，其噴涂區域僅有1-2個噴涂面，噴涂區域的結構相對簡單，易于噴涂加工，對于自動噴涂機僅需編制簡單的機械手行走程序，或者由作業人員手持噴槍上下或左右移動即可實施噴涂。但對于有3個或3個以上噴涂區域的窄且又深結構槽，如深/寬比大且寬度小的V型或U型結構槽，采用現有技術常規的噴涂工藝方式難以噴涂覆蓋完所有需要噴涂的區域，如U型結構槽的槽底與槽壁轉接過渡區域，更談不上對各區域的涂層厚度進行控制。因此，航空發動機生產實踐急需提供一種能夠對具有多個噴涂區域的窄深結構槽型面進行噴涂加工的方法，以滿足航空發動機技術發展對其零部件性能越來越高的要 求。

發明內容
針對現有技術的航空發動機零部件熱噴涂加工的技術現狀，本發明的目的旨在提供一種用于有多個噴涂區域面的窄深槽型面熱噴涂方法，以達到有效控制各噴涂區域涂層厚度和涂層金相組織，滿足航空發動機技術發展對其零部件性能提出的要求。本發明提供的用于有多個噴涂區域面的窄深結構槽型面噴涂方法，其主要內容包括(I)根據模擬的窄深結構槽不同噴涂區域型面，確定對應不同噴涂區域型面的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個噴涂區域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質量和沉積效率；(2)根據窄深結構槽不同噴涂區域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數，以控制涂層厚度；(3)對于噴槍難以直接噴涂到的結構槽型面轉接過渡區域，將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經反彈能噴涂于該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴涂O在上述技術方案中，噴涂焰流噴射方向與噴涂區域型面之間的噴射夾角最好不小于45°，以保證涂層的質量和沉積效率。
在上述技術方案中，噴涂相鄰不同噴涂區域型面的噴槍行走子路徑之間的連接最好為圓滑連接。本發明提供的用于有多個噴涂區域面的窄深結構槽型面噴涂方法，是發明人通過反復試驗和改進開發完成的一種新的噴涂工藝方法，本發明的方法具有以下特點1、模擬噴涂區域型面仿形噴涂。在本發明的熱噴涂工藝方法中，噴槍噴涂行走的路徑不只是簡單的直線運動，而是模擬零件的噴涂區域型面圓滑動作，以保證每個區域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質量和沉積效率。2、分段采用不同的噴涂參數。需要噴涂加工的窄深結構槽有多個噴涂面，且每個噴涂面可能會有特定的涂層厚度要求。噴槍噴涂行走的路徑是由一段一段的子路徑圓滑連接而成，針對每個噴涂面的厚度要求，每個子路徑設定相應的噴槍行走參數，以控制涂層厚度。3、利用噴涂焰流反彈噴涂。噴涂焰流噴射到結構槽噴涂面，噴涂焰流反彈無法避免。對于窄而深結構槽型面的噴涂，槽底與槽壁轉接過渡區域，由于遮蔽噴涂焰流難以直接噴涂到該區域，即使能夠涂覆，涂層厚度也難以達到要求。本發明根據反射原理，利用不可避免的噴涂焰流反彈來達到對直接噴涂不能噴涂到的區域進行噴涂，實現對窄深結構槽所有噴涂區域進行噴涂。采用本發明的工藝方法對具有多個噴涂面的窄深結構槽型面進行熱噴涂，可完整地涂覆V型槽或U型槽所有噴涂面，各噴涂區域的涂層厚度可控制在目標厚度O.1Omm內，經生產實際驗證，各噴涂區域涂層厚度控制穩定，涂層質量好，重復性高，實現了有效控制各噴涂區域的涂層厚度和涂層金相組織，通過熱噴涂提高航空發動機零部件耐磨損、耐腐蝕性能的目的。


附圖1是航空發動機后風扇機匣上的窄深結構槽的斷面結構圖。附圖2是采用本發明方法熱噴涂附圖1中所述窄深結構槽型面噴槍噴涂行走路徑分段圖。附圖3是采用本發明方法按照附圖2的噴涂行走路徑分段熱噴涂附圖1中窄深結構槽各噴涂區域的工藝路線圖。附圖4是利用反彈熱噴涂附圖1中所述窄深槽轉接區域的示意圖。
具體實施例方式下面給合實施例對本發明進行具體描述，以便于所屬技術領域的人員對本發明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用于對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據上述本發明內容對本發明做出非本質性的改進和調整，應仍屬于本發明的保護范圍。實施例1本實施例熱噴涂加工的窄深槽為航空發動機后風扇機匣上的結構槽，槽的形狀結構尺寸如附圖1所示,槽深約18mm，槽底寬度約7mm，深寬比為2. 57，該結構槽所有的槽型面進行熱噴涂，底層為鎳鋁材料涂層，其中A-B平直段的涂層厚度為O. 14±0. 06mm, B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處涂層厚度為O. 16±0. 09mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉接過渡處涂層厚度均為O. 29±O. 22mm, C-D平直段的涂層厚度為O. 14±O. 06mm。面層為銅鎳銦材料涂層，其中A-B平直段的涂層厚度為O. 15±0. 07mm, B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處涂層厚度為O. 19±O. 11mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉接過渡處涂層厚度均為O. 29±O. 22mm, C-D平直段的涂層厚度為O. 15±0. 07mm。噴涂工藝如附圖2所示，首先根據A-B段涂層厚度計算出的噴槍移動速度1，由A點橫向移動到B點對結構槽A-B平直段槽壁面進行噴涂，噴槍噴涂到B點后圓滑轉動噴槍噴涂方向，又根據Bl-C段涂層厚度計算出的噴槍移動速度2，由BI點橫向移動到C點對結構槽Bl-C平直段槽底面進行噴涂，噴槍噴涂到C點后圓滑轉動噴槍噴涂方向，再根據C-D段涂層厚度計算出的噴槍移動速度3，由Cl點橫向移動到D點，對結構槽C-D平直段槽壁面進行噴涂。其中B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處和Bl-C槽底與槽壁轉接過渡處，采用如附圖3所示的反彈噴涂方式進行噴涂。底層涂層材料噴涂結束固化后，重復底層涂層材料噴涂工序，噴涂面層涂層材料。噴涂過程噴涂焰流噴射方向與噴涂區域型面之間的噴射夾角控制不小于45°。后風扇機匣上的結構槽采用本發明的噴涂方式噴涂后，不僅滿足航空發動機零部件金相要求，厚度也符合各區 域不同要求。
權利要求
1.一種用于有多個噴涂區域面的窄深槽型面熱噴涂方法，其特征在于 (1)根據模擬的窄深槽不同噴涂區域型面，確定不同噴涂區域型面對應的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個噴涂區域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質量和沉積效率； (2)根據窄深槽不同噴涂區域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數，以控制涂層厚度； (3)對于噴槍難以直接噴涂到的槽型面轉接過渡區域，通過將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經反彈能噴涂于該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴涂。
2.根據權利要求1所述的用于有多個噴涂區域面的窄深槽型面熱噴涂方法，其特征在于，噴涂焰流噴射方向與噴涂區域型面之間的噴射夾角不小于45°。
3.根據權利要求1或2所述的用于有多個噴涂區域面的窄深槽型面熱噴涂方法，其特征在于，噴涂相鄰不同噴涂區域型面的噴槍行走子路徑之間為圓滑連接。
全文摘要
本發明公開了一種用于有多個噴涂區域的窄深槽型面熱噴涂方法，其主要內容包括根據模擬的窄深槽不同噴涂區域型面，確定不同噴涂區域型面對應的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個噴涂區域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質量和沉積效率；根據窄深槽不同噴涂區域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數，以控制涂層厚度；對于噴槍難以直接噴涂到的槽型面轉接過渡區域，通過將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經反彈能噴涂于該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴涂。采用本發明的方法對窄深槽型面進行噴涂，各噴涂區域涂層厚度控制穩定，涂層質量好，重復性高。
文檔編號C23C4/12GK103045987SQ201210555040
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者黎紅英, 夏至, 肖康寧, 黃勛, 張軍 申請人:四川成發航空科技股份有限公司