CN105441852A - 一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法 - Google Patents

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芦国强
王璐
赵忠兴
张佳平
袁福河
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas

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Abstract

本发明提供一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法，属于航空发动机技术领域。按以下步骤进行：(1)对零件进行除油处理，采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油污和杂物；(2)对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护，采用工装或者保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；(3)对零件喷涂区域进行吹砂，40目-80目氧化铝砂，吹砂压力在0.2MPa-0.3MPa；(4)对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层，具体参数为：电流300A-400A，氩气流量为50L/min-60L/min，氢气流量为7L/min-10L/min，送粉速率为30g/min-45g/min，喷涂距离为120mm-130mm，喷涂角度为75°-90°；(5)喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。本发明提供了国产AlSi/BN粉末等离子喷涂工艺参数，有助于降低生产成本和提高涂层国产化水平。

Description

一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法
技术领域
本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法。
背景技术
可磨耗封严涂层对发动机效率起着至关重要的作用，能够最大限度地降低空气和燃气泄漏，封严涂层技术已经成为提高发动机性能的重要手段之一。AlSi/BN涂层为适用于450℃以下的可磨耗封严涂层，主要应用于航空发动机压气机部位的气路封严。在相关零件上采用等离子喷涂AlSi/BN涂层可以有效提高发动机气路封严能力、提高发动机效率。以往AlSi/BN涂层一直采用进口粉末进行喷涂，针对国产化的AlSi/BN粉末研究未见报道。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法，并获得了具有工程化应用价值的国产化的AlSi/BN粉末等离子喷涂工艺参数，有助于降低生产成本和提高涂层国产化水平。
本发明提供一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法，按照以下步骤进行：
(1)对零件进行除油处理：采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油污和杂物；
(2)对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护：采用工装或者保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；
(3)对零件喷涂区域进行吹砂：40目-60目氧化铝砂，吹砂压力在0.2MPa-0.3MPa；
(4)对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层，具体参数为：电流300A-400A，氩气流量为50L/min-60L/min，氢气流量为7L/min-10L/min，送粉速率为30g/min-45g/min，喷涂距离为120mm-130mm，喷涂角度为75°-90°；
(5)喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。
所述喷涂粉末AlSi/BN的各组分质量百分比为：BN18％-22％,Si7％-9％,余量为Al。
本发明工艺流程包括零件除油、吹砂前保护、零件吹砂、等离子喷涂、清理等工艺过程。采用本工艺在透平机械压气机机匣上喷涂AlSi/BN封严涂层，可以减小转子叶片叶尖与压气机机匣之间的间隙，从而提高透平机械压气机的工作效率，进而提高燃料利用率、减少尾气和污染物的排放。
附图说明
图1为实施例1制得的涂层金相照片；
图2为实施例2制得的涂层金相照片；
图3为实施例3制得的涂层金相照片。
具体实施方式：
实施例1
一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法,按照以下步骤进行：
步骤1：对零件进行除油处理，采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油污和杂物；
步骤2：对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护，采用保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；
步骤3：对零件喷涂区域进行吹砂，采用60目氧化铝砂，吹砂压力为0.3MPa，；
步骤4：对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层，具体参数为电流300A，氩气流量为60L/min，氢气流量为7L/Min，送粉速率为40g/min，喷涂距离为130mm，喷涂角度为90°；
步骤5：喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。
采用实例1制得的涂层结合强度为8.5Mpa，硬度值为65HR15Y，其涂层金相照片图1所示，涂层孔洞均匀、无裂纹和分层现象，满足应用需求。
实施例2
一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法,按照以下步骤进行：
步骤1：对零件进行除油处理，采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油污和杂物；
步骤2：对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护，采用保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；
步骤3：对零件喷涂区域进行吹砂，采用40目氧化铝砂，吹砂压力为0.2MPa，；
步骤4：对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层，具体参数为电流400A，氩气流量为50L/min，氢气流量为10L/Min，送粉速率为30g/min，喷涂距离为120mm，喷涂角度为75°；
步骤5：喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。
采用实施例2制得的涂层结合强度为7.0Mpa，硬度值为52HR15Y，其涂层金相照片图2所示，涂层孔洞均匀、无较大的孔洞、无裂纹和分层现象，满足应用需求。
实施例3
一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法,按照以下步骤进行：
步骤1：对零件进行除油处理，采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油物；
步骤2：对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护，采用保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；
步骤3：对零件喷涂区域进行吹砂，采用50目氧化铝砂，吹砂压力为0.25MPa，；
步骤4：对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层，具体参数为电流350A，氩气流量为55L/min，氢气流量为8.5L/Min，送粉速率为45g/min，喷涂距离为125mm，喷涂角度为80°；
步骤5：喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。
采用实例3制得的涂层结合强度为7.5Mpa，硬度值为53HR15Y，其涂层金相照片图3所示，涂层孔洞均匀、无较大的孔洞、无裂纹和分层现象，满足应用需求。

Claims (2)

1.一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)对零件进行除油处理：采用丙酮擦拭零件喷涂区域，去除油污和杂物；
(2)对零件不需要喷涂修复的部位进行吹砂前保护：采用工装或者保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；
(3)对零件喷涂区域进行吹砂：40～80目氧化铝砂，吹砂压力在0.2～0.3MPa；
(4)对零件需要喷涂区域进行等离子喷涂AlSi/BN涂层：具体参数为：电流300～400A，氩气流量为50～60L/min，氢气流量为7～10L/min，送粉速率为30～45g/min，喷涂距离为120～130mm，喷涂角度为75°-90°；
(5)喷涂结束后，去除非修复区域的保护胶带，清理零件表面的污物。
2.按照权利要求1所述的一种AlSi/BN封严涂层的等离子喷涂方法，其特征在于所述喷涂粉末AlSi/BN的各组分成分质量百分比为为：BN18％-22％，Si7％-9％，余量为Al。
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