專利名稱：用于有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄深槽型面熱噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱噴涂涂層加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄且又深的結(jié)構(gòu)槽型面噴涂方法。
背景技術(shù)：
隨著航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足發(fā)動機(jī)整體性能的要求，對其零部件的性能要求越來越高，因此發(fā)動機(jī)零部件的設(shè)計(jì)不斷推陳出新，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，性能不斷優(yōu)化。由于結(jié)構(gòu)和性能需要，航空發(fā)動機(jī)某些帶有窄V型或U型結(jié)構(gòu)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(qū)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(fā)動機(jī)加工領(lǐng)域，熱噴涂技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的運(yùn)用越來越多，但在傳統(tǒng)的航空發(fā)動機(jī)零部件加工領(lǐng)域，一般需要熱噴涂加工的零件，其噴涂區(qū)域僅有1-2個(gè)噴涂面，噴涂區(qū)域的結(jié)構(gòu)相對簡單，易于噴涂加工，對于自動噴涂機(jī)僅需編制簡單的機(jī)械手行走程序，或者由作業(yè)人員手持噴槍上下或左右移動即可實(shí)施噴涂。但對于有3個(gè)或3個(gè)以上噴涂區(qū)域的窄且又深結(jié)構(gòu)槽，如深/寬比大且寬度小的V型或U型結(jié)構(gòu)槽，采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的噴涂工藝方式難以噴涂覆蓋完所有需要噴涂的區(qū)域，如U型結(jié)構(gòu)槽的槽底與槽壁轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域，更談不上對各區(qū)域的涂層厚度進(jìn)行控制。因此，航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐急需提供一種能夠?qū)哂卸鄠€(gè)噴涂區(qū)域的窄深結(jié)構(gòu)槽型面進(jìn)行噴涂加工的方法，以滿足航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展對其零部件性能越來越高的要 求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的航空發(fā)動機(jī)零部件熱噴涂加工的技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的旨在提供一種用于有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄深槽型面熱噴涂方法，以達(dá)到有效控制各噴涂區(qū)域涂層厚度和涂層金相組織，滿足航空發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展對其零部件性能提出的要求。本發(fā)明提供的用于有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄深結(jié)構(gòu)槽型面噴涂方法，其主要內(nèi)容包括(I)根據(jù)模擬的窄深結(jié)構(gòu)槽不同噴涂區(qū)域型面，確定對應(yīng)不同噴涂區(qū)域型面的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個(gè)噴涂區(qū)域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質(zhì)量和沉積效率；(2)根據(jù)窄深結(jié)構(gòu)槽不同噴涂區(qū)域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區(qū)域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數(shù)，以控制涂層厚度；(3)對于噴槍難以直接噴涂到的結(jié)構(gòu)槽型面轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域，將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經(jīng)反彈能噴涂于該過渡區(qū)域的型面，利用焰流反彈對該轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域型面進(jìn)行噴涂O在上述技術(shù)方案中，噴涂焰流噴射方向與噴涂區(qū)域型面之間的噴射夾角最好不小于45°，以保證涂層的質(zhì)量和沉積效率。
在上述技術(shù)方案中，噴涂相鄰不同噴涂區(qū)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(fā)明提供的用于有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄深結(jié)構(gòu)槽型面噴涂方法，是發(fā)明人通過反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)開發(fā)完成的一種新的噴涂工藝方法，本發(fā)明的方法具有以下特點(diǎn)1、模擬噴涂區(qū)域型面仿形噴涂。在本發(fā)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(yùn)動，而是模擬零件的噴涂區(qū)域型面圓滑動作，以保證每個(gè)區(qū)域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質(zhì)量和沉積效率。2、分段采用不同的噴涂參數(shù)。需要噴涂加工的窄深結(jié)構(gòu)槽有多個(gè)噴涂面，且每個(gè)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(gè)噴涂面的厚度要求，每個(gè)子路徑設(shè)定相應(yīng)的噴槍行走參數(shù)，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(jié)構(gòu)槽噴涂面，噴涂焰流反彈無法避免。對于窄而深結(jié)構(gòu)槽型面的噴涂，槽底與槽壁轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域，由于遮蔽噴涂焰流難以直接噴涂到該區(qū)域，即使能夠涂覆，涂層厚度也難以達(dá)到要求。本發(fā)明根據(jù)反射原理，利用不可避免的噴涂焰流反彈來達(dá)到對直接噴涂不能噴涂到的區(qū)域進(jìn)行噴涂，實(shí)現(xiàn)對窄深結(jié)構(gòu)槽所有噴涂區(qū)域進(jìn)行噴涂。采用本發(fā)明的工藝方法對具有多個(gè)噴涂面的窄深結(jié)構(gòu)槽型面進(jìn)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(qū)域的涂層厚度可控制在目標(biāo)厚度O.1Omm內(nèi)，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際驗(yàn)證，各噴涂區(qū)域涂層厚度控制穩(wěn)定，涂層質(zhì)量好，重復(fù)性高，實(shí)現(xiàn)了有效控制各噴涂區(qū)域的涂層厚度和涂層金相組織，通過熱噴涂提高航空發(fā)動機(jī)零部件耐磨損、耐腐蝕性能的目的。


附圖1是航空發(fā)動機(jī)后風(fēng)扇機(jī)匣上的窄深結(jié)構(gòu)槽的斷面結(jié)構(gòu)圖。附圖2是采用本發(fā)明方法熱噴涂附圖1中所述窄深結(jié)構(gòu)槽型面噴槍噴涂行走路徑分段圖。附圖3是采用本發(fā)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(jié)構(gòu)槽各噴涂區(qū)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(zhuǎn)接區(qū)域的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面給合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，以便于所屬技術(shù)領(lǐng)域的人員對本發(fā)明的理解。有必要在此特別指出的是，實(shí)施例只是用于對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)熟練人員，根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出非本質(zhì)性的改進(jìn)和調(diào)整，應(yīng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例熱噴涂加工的窄深槽為航空發(fā)動機(jī)后風(fēng)扇機(jī)匣上的結(jié)構(gòu)槽，槽的形狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)槽所有的槽型面進(jìn)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(zhuǎn)接過渡處涂層厚度為O. 16±0. 09mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)接過渡處涂層厚度為O. 19±O. 11mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉(zhuǎn)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(jù)A-B段涂層厚度計(jì)算出的噴槍移動速度1，由A點(diǎn)橫向移動到B點(diǎn)對結(jié)構(gòu)槽A-B平直段槽壁面進(jìn)行噴涂，噴槍噴涂到B點(diǎn)后圓滑轉(zhuǎn)動噴槍噴涂方向，又根據(jù)Bl-C段涂層厚度計(jì)算出的噴槍移動速度2，由BI點(diǎn)橫向移動到C點(diǎn)對結(jié)構(gòu)槽Bl-C平直段槽底面進(jìn)行噴涂，噴槍噴涂到C點(diǎn)后圓滑轉(zhuǎn)動噴槍噴涂方向，再根據(jù)C-D段涂層厚度計(jì)算出的噴槍移動速度3，由Cl點(diǎn)橫向移動到D點(diǎn)，對結(jié)構(gòu)槽C-D平直段槽壁面進(jìn)行噴涂。其中B-Bl槽壁與槽底轉(zhuǎn)接過渡處和Bl-C槽底與槽壁轉(zhuǎn)接過渡處，采用如附圖3所示的反彈噴涂方式進(jìn)行噴涂。底層涂層材料噴涂結(jié)束固化后，重復(fù)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(qū)域型面之間的噴射夾角控制不小于45°。后風(fēng)扇機(jī)匣上的結(jié)構(gòu)槽采用本發(fā)明的噴涂方式噴涂后，不僅滿足航空發(fā)動機(jī)零部件金相要求，厚度也符合各區(qū) 域不同要求。
權(quán)利要求
1.一種用于有多個(gè)噴涂區(qū)域面的窄深槽型面熱噴涂方法，其特征在于 (1)根據(jù)模擬的窄深槽不同噴涂區(qū)域型面，確定不同噴涂區(qū)域型面對應(yīng)的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個(gè)噴涂區(qū)域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質(zhì)量和沉積效率； (2)根據(jù)窄深槽不同噴涂區(qū)域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區(qū)域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數(shù)，以控制涂層厚度； (3)對于噴槍難以直接噴涂到的槽型面轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域，通過將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經(jīng)反彈能噴涂于該過渡區(qū)域的型面，利用焰流反彈對該轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域型面進(jìn)行噴涂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有多個(gè)噴涂區(qū)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(qū)域型面之間的噴射夾角不小于45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于有多個(gè)噴涂區(qū)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(qū)域型面的噴槍行走子路徑之間為圓滑連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于有多個(gè)噴涂區(qū)域的窄深槽型面熱噴涂方法，其主要內(nèi)容包括根據(jù)模擬的窄深槽不同噴涂區(qū)域型面，確定不同噴涂區(qū)域型面對應(yīng)的噴槍噴涂行走路徑，以保證每個(gè)噴涂區(qū)域都能以最大的噴涂角度噴涂，保證涂層質(zhì)量和沉積效率；根據(jù)窄深槽不同噴涂區(qū)域型面涂層厚度要求，確定噴涂不同噴涂區(qū)域型面的噴槍噴涂行走路徑的行走參數(shù)，以控制涂層厚度；對于噴槍難以直接噴涂到的槽型面轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域，通過將噴涂焰流噴射至噴涂焰流經(jīng)反彈能噴涂于該過渡區(qū)域的型面，利用焰流反彈對該轉(zhuǎn)接過渡區(qū)域型面進(jìn)行噴涂。采用本發(fā)明的方法對窄深槽型面進(jìn)行噴涂，各噴涂區(qū)域涂層厚度控制穩(wěn)定，涂層質(zhì)量好，重復(fù)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(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者黎紅英, 夏至, 肖康寧, 黃勛, 張軍 申請人:四川成發(fā)航空科技股份有限公司