CN106507847B - 一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法 - Google Patents
一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法Info
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Abstract
本发明属于热喷涂技术领域，涉及一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法。本发明根据用Ni-BN涂层材料制备涂层的设计要求，针对陶瓷型涂层材料的特点，选择用火焰喷涂的方法开展喷涂试验，用氧气与乙炔燃烧产生的热量，将棒状涂层材料融化，用压缩气体将熔化的细小颗粒送到要制备涂层的工作表面。本发明确定的氧气压力、乙炔压力、喷涂距离、送料速度等工艺参数，有效保证了涂层的质量。本发明将陶瓷型棒状涂层材料用于制备发动机机匣与叶片间的封严涂层，操作简洁，制备的涂层质量稳定，满足了发动机使用要求。
Description
技术领域
本发明属于热喷涂技术领域，涉及一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法。
背景技术
在研制现代燃气涡轮发动机时，通过减少压气机机匣和转子间的间隙，减少发动机级间泄漏，以提高发动机压气机的效率，从而提高发动机整机的工作效率和工作寿命，改善飞行性能。运动零件(例如叶片)与固定零件(例如机匣)间使用可磨耗封严涂层材料制备封严涂层很好地解决了这一问题。这样的可磨耗封严涂层应与基体有一定的结合强度和抗热震性能，在受刮削力与振动力时不会脱落，飞机在起飞、降落等飞行状态发动机内部温度发生剧烈变化时，封严涂层不至于开裂、脱落；有一定的自身强度和热稳定性，可以抵御热燃气的冲刷与腐蚀；同时，具有良好的磨合性，可以较容易地被叶片刮削，不造成接触零件的磨损，实现封严间隙的最小化。
封严涂层材料有石墨系封严涂层材料(如镍-石墨系列、铝硅-石墨系列等)、聚酯涂层材料(如铝硅-聚酯等)以及含氮化硼(低于7％)的涂层材料(如镍铬铁铝-氮化硼)等。这些涂层材料均以粉末形态供应，通过火焰或等离子喷涂的方法制备封严涂层。
Ni-BN涂层材料是一种组分复杂的涂层材料，综合了多种材料的特性。使用了氮化硼、石墨两种可磨耗组分，同时又添加了氧化铜、氧化镉、氧化硅作为耐热组分，以金属镍为基体组分，用水玻璃做成形粘结剂。要将这样的多组分“金属-陶瓷”型涂层材料用于制备发动机高压压气机封严涂层，保证涂层的使用性能，目前的喷涂工艺不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种将“金属-陶瓷”型涂层材料用于制备发动机高压压气机封严涂层的工艺方法。本发明的技术解决方案是，1)制备与零件本体材料相对应的涂层试片，首先对试片进行喷砂除油并喷底层，然后再进行陶瓷型Ni-BN涂层的制备，氧气压力：0.40/0.45MPa，乙炔压力：0.12/0.20MPa，送料速度：230/270mm/m，喷涂距离：80～110mm，进行硬度检测，选择具体的喷涂工艺参数喷砂除油并喷底层；2)对零件进行喷砂除油，对非喷涂表面进行保护并喷底层，按上述确定的工艺参数对零件进行火焰喷涂，制备陶瓷型Ni-BN涂层，涂层厚度大于2mm；3)对涂层进行表面清理。
本发明的优点和有益效果，本发明根据Ni-BN涂层材料制备涂层的设计要求，针对陶瓷型涂层材料的特点，选择用火焰喷涂的方法开展喷涂试验，用氧气与乙炔燃烧产生的热量，将棒状涂层材料融化，用压缩气体将熔化的细小颗粒送到要制备涂层的工作表面，利用动能的转化，沉积在工件上；通过送料器将棒状材料不断地送入火焰，材料就不断地沉积在工件上；工件在转盘上转动，可以实现均匀的沉积，制备出满足使用要求的涂层。本发明确定的氧气压力、乙炔压力、喷涂距离、送料速度等工艺参数，有效保证了涂层的质量。
用本发明制备的涂层成分及均匀性、组织、硬度、结合强度、抗热震性能、摩擦磨损性能等满足技术标准要求，经发动机长试考核，验证了涂层制备工艺的可靠性。本发明将陶瓷型棒状涂层材料用于制备发动机机匣与叶片间的封严涂层，操作简洁，制备的涂层质量稳定，满足了发动机使用要求。
具体实施方式
1)制备与零件本体材料相对应的涂层试片，首先对试片进行喷砂除油并喷底层，然后再进行陶瓷型Ni-BN涂层的制备，氧气压力：0.40/0.45MPa，乙炔压力：0.12/0.20MPa，送料速度：230/270mm/m，喷涂距离：80～110mm，进行硬度检测，选择具体的喷涂工艺参数喷砂除油并喷底层；2)对零件进行喷砂除油，对非喷涂表面进行保护并喷底层，按上述确定的工艺参数对零件进行火焰喷涂，制备陶瓷型Ni-BN涂层，涂层厚度大于2mm；3)对涂层进行表面清理。
实施例一
采用火焰喷涂的方式对发动机高压压气机VIII级机匣的封严涂层制备，工艺参数为：
氧气压力：0.40MPa
乙炔压力：0.16MPa
送料速度：270mm/m
喷涂距离：100mm
涂层评估：涂层硬度：2.53(技术要求：2.45～3.00)
涂层成分、结合强度、耐热性均满足使用要求。
涂层通过了发动机试车考核，可以投入批生产。
实施例二
采用火焰喷涂的方式对发动机高压压气机IX级机匣的封严涂层制备，工艺参数为：
氧气压力：0.45MPa
乙炔压力：0.18MPa
送料速度：240mm/m
喷涂距离：100mm
涂层评估：涂层硬度：2.48(技术要求：2.45～3.00)涂层成分、结合强度、耐热性均满足使用要求。
涂层通过了发动机试车考核，可以投入批生产。
Claims (1)
1.一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法，其特征是，1)制备与零件本体材料相对应的涂层试片，首先对试片进行喷砂除油并喷底层，然后再进行陶瓷型Ni-BN涂层的制备，氧气压力：0.40或0.45MPa，乙炔压力：0.12或0.20MPa，送料速度：230或270mm/min，喷涂距离：80～110mm，进行硬度检测，选择具体的喷涂工艺参数喷砂除油并喷底层；2)对零件进行喷砂除油，对非喷涂表面进行保护并喷底层，按上述确定的工艺参数对零件进行火焰喷涂，制备陶瓷型Ni-BN涂层，涂层厚度大于2mm；3)对涂层进行表面清理。
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| CN201010052715.3A CN106507847B (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 一种制备陶瓷型Ni-BN涂层的工艺方法 |
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| CN (1) | CN106507847B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107142474A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-09-08 | 天津职业技术师范大学 | 一种防钛火涂层 |
| CN107740092A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-27 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种防钛火涂层材料及用其制备防钛火涂层的方法 |
| CN113061831A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-02 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种陶瓷可磨耗封严涂层的制备方法 |
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2010
- 2010-12-27 CN CN201010052715.3A patent/CN106507847B/zh active Active
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