一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法
【專利摘要】本發明提供了一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其能有效降低涂層表面粗糙，從而有效提高葉片的防腐蝕能力。其特征在于：噴砂的壓力為0.10MPa～0.15MPa，噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm～120mm，噴砂的丸料目數為80目～100目，噴砂后的表面粗糙度控制在Rz≤10μm。
【專利說明】一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及葉片防腐蝕加工【技術領域】，尤其是涉及采用磷鉻酸鹽防腐蝕涂層進行葉片防腐蝕加工的【技術領域】，具體為一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法。
【背景技術】
[0002]在燃氣輪機壓氣機葉片生產過程中，通常會在葉片表面噴涂磷鉻酸鹽防腐蝕涂層以提高葉片的防腐能力。磷鉻酸鹽涂層分為底層和面層，底層為含鋁粉的磷酸鹽和鉻酸鹽體系，面層為含有惰性填充物的磷酸鹽和鉻酸鹽體系。底層是犧牲性陽極涂層，具有較好的電化學保護能力，面層是阻擋型涂層，可進一步提高涂層的抗沖刷性和防腐蝕性。該涂層適用于不銹鋼、低合金鋼、高強度鋼等零組件的防護，能長期有效地提高這些材料在600°C以下大氣中的防腐蝕能力、抗熱震性能和抗沖刷性能。同時，該涂層具有較好的熱穩定性和較高的附著力。當環境溫度超過600°C時，該涂層的自犧牲保護功能將失效，但在870°C以內，該涂層仍具有較好的抗氧化性能。
[0003]涂層的表面粗糙度是涂層特征的關鍵參數，涂層表面粗糙度越低，氣流以及腐蝕介質對涂層的沖刷作用越小，因此降低涂層表面的粗糙度有助于提高涂層的耐腐蝕性能。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其能有效降低涂層表面粗糖，從而有效提聞葉片的防腐蝕能力。
[0005]其技術方案是這樣的，其包括以下工藝流程:(I)清洗葉片表面，除去葉片表面油污；(2)采用夾具固定葉片葉根，再將葉片整體放入熱處理爐或者烘箱內，去除葉片表面雜質；(3)用膠帶保護葉根；(4)將葉片放入噴砂機內對葉片的葉身型面進行噴砂；(5)清理葉片表面，保證葉片表面無砂粒灰塵殘留；(6)底層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐；(7)在噴涂房中對葉片表面進行底層噴涂；(8)在室溫下進行所述底層涂層的風干；
(9)將葉片放入熱處理爐中進行底層涂料的固化；(10)將葉片放入噴砂機內進行導通噴砂，再測試葉片涂層底層噴砂后的電阻率；(11)再次清理葉片表面，確保葉片表面無砂粒灰塵殘留；(12)面層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐；(13)在噴涂房中對葉片表面進行面層噴涂；(14)在室溫下對所述面層涂層進行風干處理；(15)將葉片放入熱處理爐中進行面層固化；(16)檢測涂層厚度、粗糙度后入庫；其特征在于:所述步驟(4)中，所述噴砂的壓力為0.10 MPa?0.15MPa,所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm?120mm,所述噴砂的丸料目數為80目?100目，所述噴砂后的表面粗糙度控制在RzS IOym0
[0006]其進一步特征在于:
所述步驟(6)、步驟(12)中涂料攪拌包括以下步驟:首先采用振動機以高頻振動的方式把涂料中的鋁塊進行細化；然后采用旋片式攪拌機把涂料攪拌均勻，攪拌時間為12h ;再把攪拌均勻的涂料分成小瓶分裝；最后將分裝于小瓶內的涂料加入噴槍容器罐；
在將攪拌均勻的涂料分裝到小瓶內的過程中、以及將小瓶內的涂料加入所述噴槍容器罐的過程中，均使用200目紗網進行對涂料進行過濾，以除去涂料中的粗顆粒；
所述步驟(10)中，所述導通噴砂的壓力為0.1MPa~0.2MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm~120mm,所述噴砂的丸料目數為80目~100目；
所述步驟(10)中，所述導通噴砂后，涂層電阻率應≤15Ω ；
所述底層噴涂前后、面層噴涂前后，涂層的厚度差均應控制在1Oum以內；
所述步驟(8)、步驟(13)中的風干處理中，環境溫度應控制在20~26°C，且環境濕度應保持在40%~60%，保證風干處理的時間≥2小時；
所述步驟(9)、步驟(14)中的固化處理，先加熱到80°C保溫lh，以使涂層中的水分更好地蒸發，再升溫至為310~320°C，保溫1~1.5h ;
噴涂面層后，涂層表面的粗糙度Rz≤ 4μm;
所述面層涂料從配制開始起須在8小時以內完成噴涂、風化處理并進入熱處理爐進行
面層固化。
[0007]本發明工藝的有益效果在于:其首先通過控制噴砂的壓力、噴槍與葉片的距離以及噴砂丸料的目數，來降低涂層基底表面的粗糙度，從而為降低涂層表面粗糙度打下良好基礎；再分別控制底層涂料、面層涂料的攪拌工藝，使得涂料更均勻，并且涂料進行兩次分裝、兩次紗網過濾使得涂料中的粗大顆粒被去除，從而能進一步降低涂層噴涂后的表面粗糙度；另外，在底層噴涂與面層噴涂后，均需要對涂層進行風干處理，在風干處理時嚴格控制環境溫度和溫度，并控制風干處理的時間，以避免風干處理時間過長而引起涂層回潮、并導致后續固化時涂層發生流淌現象并產生缺陷。
【具體實施方式】
[0008]實施例一:
一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其包括以下工藝流程:
(1)清洗葉片表面，除去葉片表面油污；
(2)采用夾具固定葉片葉根，再將葉片整體放入熱處理爐或者烘箱內，去除葉片表面雜
質；
(3)用膠帶保護葉根；
(4)將葉片放入噴砂機內對葉片的葉身型面進行噴砂，噴砂的壓力為0.10 MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為100mm，所述噴砂的丸料目數為90目，所述噴砂后的表面粗糙度控制在Rz ≤10 μ m ；
(5)清理葉片表面，保證葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(6)底層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐，首先采用振動機以高頻振動的方式把涂料中的鋁塊進行細化；然后采用旋片式攪拌機把涂料攪拌均勻，攪拌時間為12h ;再把攪拌均勻的涂料分成小瓶分裝；最后將分裝于小瓶內的涂料加入噴槍容器罐；在將攪拌均勻的涂料分裝到小瓶內的過程中、以及將小瓶內的涂料加入所述噴槍容器罐的過程中，均使用200目紗網進行對涂料進行過濾，以除去涂料中的粗顆粒；
(7)在噴涂房中對葉片表面進行底層噴涂，噴涂時噴槍應盡量與被噴面垂直，如果噴槍以傾斜的角度噴涂，則涂層不易附著在葉片表面上，會導致涂層厚度偏小，后續導通噴砂時，該部分的涂層受到砂粒的沖擊容易剝落；(8)在室溫下進行所述底層涂層的風干，底層風干的溫度設定為20°C，開啟空調以保持空氣的濕度維持在60%，風干時間為2小時；
(9)將葉片放入熱處理爐中進行底層涂料的固化，底層的固化工藝為加熱到80°C保溫I小時，然后再升溫至320°C保溫1.25h，出爐空冷，在固化過程中尤其注意葉片不能出現磕碰現象；
(10)將葉片放入噴砂機內進行導通噴砂，導通噴砂的壓力為0.15MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為100mm，所述噴砂的丸料目數為100目，然后再測試葉片涂層底層噴砂后的電阻率，控制涂層電阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理葉片表面，確保葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(12)面層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐，其實施方式與步驟(6)相同；
(13)在噴涂房中對葉片表面進行面層噴涂，面層噴涂后涂層表面的粗糙度Rz< 4 μ m ;
(14)在室溫下對所述面層涂層進行風干處理，風干處理時環境溫度應控制在20°C，且環境濕度應保持在50%，保證風干處理的時間為2.5小時；
(15)將葉片放入熱處理爐中進行面層固化，固化溫度為310°C，保溫Ih；
(16)檢測涂層厚度、粗糙度后入庫。
[0009]上述工藝中，底層噴涂前后、面層噴涂前后，涂層的厚度差均應控制在IOymW內；面層涂料從配制開始起須在8小時以內完成噴涂、風化處理并進入熱處理爐進行面層固化。
[0010]實施例二:
一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其包括以下工藝流程:
(1)清洗葉片表面，除去葉片表面油污；
(2)采用夾具固定葉片葉根，再將葉片整體放入熱處理爐或者烘箱內，去除葉片表面雜
質；
(3)用膠帶保護葉根；
(4)將葉片放入噴砂機內對葉片的葉身型面進行噴砂，噴砂的壓力為0.15MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm，所述噴砂的丸料目數為100目，所述噴砂后的表面粗糙度控制在Rz < 10 μ m ;
(5)清理葉片表面，保證葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(6)底層涂料攪拌、分裝、 過濾后倒入噴槍容器罐，首先采用振動機以高頻振動的方式把涂料中的鋁塊進行細化；然后采用旋片式攪拌機把涂料攪拌均勻，攪拌時間為12h ;再把攪拌均勻的涂料分成小瓶分裝；最后將分裝于小瓶內的涂料加入噴槍容器罐；在將攪拌均勻的涂料分裝到小瓶內的過程中、以及將小瓶內的涂料加入所述噴槍容器罐的過程中，均使用200目紗網進行對涂料進行過濾，以除去涂料中的粗顆粒；
(7)在噴涂房中對葉片表面進行底層噴涂，噴涂時噴槍應盡量與被噴面垂直，如果噴槍以傾斜的角度噴涂，則涂層不易附著在葉片表面上，會導致涂層厚度偏小，后續導通噴砂時，該部分的涂層受到砂粒的沖擊容易剝落；
(8 )在室溫下進行所述底層涂層的風干，底層風干的溫度設定為23 °C，開啟空調以保持空氣的濕度維持在50%，風干時間≥3小時；
(9)將葉片放入熱處理爐中進行底層涂料的固化，底層的固化工藝為先加熱到80°C保溫I小時，然后再升溫至315°c保溫lh，出爐空冷，在固化過程中尤其注意葉片不能出現磕碰現象； (10)將葉片放入噴砂機內進行導通噴砂，導通噴砂的壓力為0.2MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm，所述噴砂的丸料目數為90目，然后再測試葉片涂層底層噴砂后的電阻率，控制涂層電阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理葉片表面，確保葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(12)面層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐，其實施方式與步驟(6)相同；
(13)在噴涂房中對葉片表面進行面層噴涂，面層噴涂后涂層表面的粗糙度Rz< 4μπι;
(14)在室溫下對所述面層涂層進行風干處理，風干處理時環境溫度應控制在26°C，且環境濕度應保持在40%，保證風干處理的時間2小時；
(15)將葉片放入熱處理爐中進行面層固化，固化溫度為320°C，保溫1.5h ；
(16)檢測涂層厚度、粗糙度后入庫。
[0011]上述工藝中，底層噴涂前后、面層噴涂前后，涂層的厚度差均應控制在IOymW內；面層涂料從配制開始起須在8小時以內完成噴涂、風化處理并進入熱處理爐進行面層固化。
[0012]實施例三:
一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其包括以下工藝流程:
(1)清洗葉片表面，除去葉片表面油污；
(2)采用夾具固定葉片葉根，再將葉片整體放入熱處理爐或者烘箱內，去除葉片表面雜
質；
(3)用膠帶保護葉根；
(4)將葉片放入噴砂機內對葉片的葉身型面進行噴砂，噴砂的壓力為0.125MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為120mm，所述噴砂的丸料目數為80目，所述噴砂后的表面粗糙度控制在Rz ^ 10 μ m ；
(5)清理葉片表面，保證葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(6)涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐，首先采用振動機以高頻振動的方式把涂料中的鋁塊進行細化；然后采用旋片式攪拌機把涂料攪拌均勻，攪拌時間為12h ;再把攪拌均勻的涂料分成小瓶分裝；最后將分裝于小瓶內的涂料加入噴槍容器罐；在將攪拌均勻的涂料分裝到小瓶內的過程中、以及將小瓶內的涂料加入所述噴槍容器罐的過程中，均使用200目紗網進行對涂料進行過濾，以除去涂料中的粗顆粒；
(7)在噴涂房中對葉片表面進行底層噴涂，噴涂時噴槍應盡量與被噴面垂直，如果噴槍以傾斜的角度噴涂，則涂層不易附著在葉片表面上，會導致涂層厚度偏小，后續導通噴砂時，該部分的涂層受到砂粒的沖擊容易剝落；
(8 )在室溫下進行所述底層涂層的風干，底層風干的溫度設定為26 °C，開啟空調以保持空氣的濕度維持在40%，風干時間為2.3小時；
(9)將葉片放入熱處理爐中進行底層涂料的固化，底層的固化工藝為加熱到80°C保溫I小時，然后再升溫至310°C保溫1.5h，出爐空冷，在固化過程中尤其注意葉片不能出現磕碰現象；
(10)將葉片放入噴砂機內進行導通噴砂，導通噴砂的壓力為0.1MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為120mm，所述噴砂的丸料目數為80目，然后再測試葉片涂層底層噴砂后的電阻率，控制涂層電阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理葉片表面，確保葉片表面無砂粒灰塵殘留；
(12)面層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐，其實施方式與步驟(6)相同；
(13)在噴涂房中對葉片表面進行面層噴涂，面層噴涂后涂層表面的粗糙度Rz< 4μπι;
(14)在室溫下對所述面層涂層進行風干處理，風干處理時環境溫度應控制在23°C，且環境濕度應保持在60%，保證風干處理的時間為2.8小時；
(15)將葉片放入熱處理爐中進行面層固化，固化溫度為315°C，保溫1.25h ；
(16)檢測涂層厚度、粗糙度后入庫。
[0013]上述工藝中，底層噴涂前后、面層噴涂前后，涂層的厚度差均應控制在IOymW內；面層涂料從配制開始起須在8小時以內完成噴涂、風化處理并進入熱處理爐進行面層固化。
【權利要求】
1.一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其包括以下工藝流程:(1)清洗葉片表面，除去葉片表面油污；(2)采用夾具固定葉片葉根，再將葉片整體放入熱處理爐或者烘箱內，去除葉片表面雜質；(3)用膠帶保護葉根；(4)將葉片放入噴砂機內對葉片的葉身型面進行噴砂；(5)清理葉片表面，保證葉片表面無砂粒灰塵殘留；(6)底層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐；(7)在噴涂房中對葉片表面進行底層噴涂；(8)在室溫下進行所述底層涂層的風干；(9)將葉片放入熱處理爐中進行底層涂料的固化；(10)將葉片放入噴砂機內進行導通噴砂，再測試葉片涂層底層噴砂后的電阻率；(11)再次清理葉片表面，確保葉片表面無砂粒灰塵殘留；(12)面層涂料攪拌、分裝、過濾后倒入噴槍容器罐；(13)在噴涂房中對葉片表面進行面層噴涂；(14)在室溫下對所述面層涂層進行風干處理；(15)將葉片放入熱處理爐中進行面層固化；(16)檢測涂層厚度、粗糙度后入庫；其特征在于:所述步驟(4)中，所述噴砂的壓力為0.10 MPa~0.15MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm~120mm，所述噴砂的丸料目數為80目~100目，所述噴砂后的表面粗糙度控制在Rz ≤ 10 μ m。
2.根據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述步驟(6)、步驟(12)中涂料攪拌包括以下步驟:首先采用振動機以高頻振動的方式把涂料中的鋁塊進行細化；然后采用旋片式攪拌機把涂料攪拌均勻，攪拌時間為12h ;再把攪拌均勻的涂料分成小瓶分裝；最后將分裝于小瓶內的涂料加入噴槍容器罐。
3.根據權利要求2所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:在將攪拌均勻的涂料分裝到小瓶內的過程中、以及將小瓶內的涂料加入所述噴槍容器罐的過程中，均使用200目紗網進行對涂料進行過濾，以除去涂料中的粗顆粒。
4.根據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述步驟(10)中，所述導通噴砂的壓力為0.1MPa~0.2MPa，所述噴砂時噴槍與葉片的距離為80mm~120mm,所述噴砂的丸料目數為80目~100目。
5.根據權利要求4所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述步驟(10)中，所述導通噴砂后，涂層電阻率應≤15Ω。
6.根據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述步驟(8)、步驟(13)中的風干處理中，環境溫度應控制在20~26°C，且環境濕度應保持在40%~60%，保證風干處理的時間≥2小時。
7.根據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述步驟(9)、步驟(14)中的固化處理，先加熱到80°C保溫lh，以使涂層中的水分更好地蒸發，再升溫至為310~320°C，保溫I~1.5h。
8.根據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:噴涂面層后，涂層表面的粗糙度Rz ≤4μπι。
9.根 據權利要求1所述的一種降低無機涂層表面粗糙度的噴砂與噴涂方法，其特征在于:所述面層涂料從配制開始起須在8小時以內完成噴涂、風化處理并進入熱處理爐進行面層固化。
【文檔編號】B24C7/00GK103659615SQ201310680280
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月15日 優先權日:2013年12月15日
【發明者】徐鯤濠, 史奎, 劉軍峰, 湯先輝, 王烜烽 申請人:無錫透平葉片有限公司