CN106756718A - 一种耐磨涂层喷涂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨涂层喷涂工艺，包括步骤：在基体上喷涂粘结底层，并对其车削处理，保证粘结底层厚度均匀；消除粘结底层应力；喷涂陶瓷面层，保证喷涂距离不小于110mm；上述喷涂工艺，在喷涂陶瓷面层前，通过车削的方式使粘结底层上下各部分厚度一致，从而避免上下厚度差导致的应力过大，然后释放粘结底层的应力，避免底层与面层之间应力相互作用影响粘结强度，最后，在喷涂陶瓷面层时，喷涂距离不小于110mm，从而避免双层结构中另一侧对喷枪的干涉，同时，增加喷涂距离，一方面能够在喷枪从上部逐渐移动到下部时，减小喷涂角度的变化量，使喷涂角度尽可能趋近于90°，另一方面能够有效降低喷涂区温度，防止陶瓷涂层裂纹。

Description

一种耐磨涂层喷涂工艺

技术领域

本发明涉及涂层喷涂技术领域，特别涉及一种耐磨涂层喷涂工艺。

背景技术

航空发动机的某些零部件，如轴承座支架组件等，其配合表面需要长时间承受摩擦力作用，为延长这些零部件的使用寿命，一般需要在其配合面上喷涂硬度高、耐磨性好的涂层，而硬质陶瓷面层由于具备上述优点，已被广泛应用于发动机的这些易损部件中。随着发动机技术的发展，越来越多的航空发动机零部件，如上述的轴承座支架组件，已经采用整体结构，以简化加工流程和降低加工成本，但是随之而来的是在这种具有环形双层结构的零件的内壁上喷涂硬质陶瓷面层难度较高，一方面硬质陶瓷面层脆性大，热膨胀系数和导热系数同金属基体的差异大，在喷涂过程中易出现裂纹和分离，另一方面双层结构中的其中一层的表面上喷涂涂层时，另一侧会对喷枪造成干涉，喷涂角度不理想，尤其是在喷枪从上部逐渐移动到下部时，喷涂角度越来越小，结合强度越来越差。

现有技术中，为解决上述问题，一般会在喷涂陶瓷涂层之前，先在零件基体上喷涂一层适当厚度的粘结底层，减缓陶瓷涂层同零件基体热膨胀系数和导热系数差异程度，使涂层的残余应力得到充分释放进而提高陶瓷涂层同基体结合强度，但是由于双层结构的干涉，粘结底层的上下厚度不均匀，尤其是在喷涂面下方存在突出结构时，容易导致涂层粒子受到突出结构的反弹而堆积使粘结底层的厚度大于上部，喷涂面不同部位涂层厚度差异较大而产生较大的应力，涂层易出现裂纹和分离等缺陷。

因此，如何改善耐磨涂层喷涂工艺，使耐磨涂层上下部分厚度均匀，减小应力，从而避免裂纹和分离等缺陷的出现，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐磨涂层喷涂工艺，以达到使耐磨涂层上下部分厚度均匀，减小应力，从而避免裂纹和分离等缺陷的出现的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐磨涂层喷涂工艺，包括步骤：

1)在基体上喷涂粘结底层，并对所述粘结底层进行车削处理，保证粘结底层在整个喷涂面上厚度一致；

2)消除所述粘结底层应力；

3)在所述粘结底层上喷涂陶瓷面层，保证喷涂距离不小于110mm。

优选地，在所述步骤3)中，在喷涂面的两侧对零件及陶瓷面层同时进行降温处理。

优选地，在所述步骤3)中，在喷涂面的两侧分别布置第一冷却风机以及第二冷却风机，其中第一冷却风机的冷却风管朝向喷涂面背面的基体，第二冷却风机的冷却风管朝向喷涂面且将所述第二冷却风机的冷却风管与所述喷涂面之间的距离L满足200mm≤L≤250mm，所述第二冷却风机的冷却风管与水平面之间的夹角α满足45°≤α≤75°。

优选地，所述步骤3)中，喷枪的移动速度为10mm/s～20mm/s。

优选地，所述步骤2)中采用机械法消除应力。

优选地，在所述步骤2)中采用喷砂法消除应力。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的耐磨涂层喷涂工艺，包括步骤：1)在基体上喷涂粘结底层，并对所述粘结底层进行车削处理，保证粘结底层在整个喷涂面上厚度一致；2)消除所述粘结底层应力；3)在所述粘结底层上喷涂陶瓷面层，保证喷涂距离不小于110mm；上述喷涂工艺，在粘结底层喷涂完成后，首先对粘结底层进行加工，通过车削的方式使其上下各部分厚度一致，从而避免上下厚度差导致的应力过大，然后释放粘结底层的应力，避免在喷涂陶瓷面层后，陶瓷面层的应力与粘结底层的应力相互作用，相互影响，导致陶瓷面层的粘结强度下降，最后，在喷涂陶瓷面层时，保证喷涂距离不小于110mm，从而避免双层结构喷涂中另一侧对喷枪的干涉，同时，增加喷涂距离，一方面能够在喷枪从上部逐渐移动到下部时，减小喷涂角度的变化量，使喷涂角度尽可能趋近于90°，另一方面能够有效降低喷涂区温度，防止陶瓷涂层裂纹。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的耐磨涂层喷涂工艺中零件与冷却风机的位置示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种耐磨涂层喷涂工艺，以达到使耐磨涂层上下部分厚度均匀，减小应力，从而避免裂纹和分离等缺陷的出现的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的耐磨涂层喷涂工艺中零件与冷却风机的位置示意图。图1中A处为喷涂面。

本发明提供的一种耐磨涂层喷涂工艺，包括步骤：

S1：在基体上喷涂粘结底层，并对粘结底层进行车削处理，保证粘结底层在整个喷涂面上厚度一致；

S2：消除粘结底层应力；

S3：在粘结底层上喷涂陶瓷面层，保证喷涂距离不小于110mm。

与现有技术相比，本发明提供的耐磨涂层喷涂工艺，在粘结底层喷涂完成后，首先对粘结底层进行加工，通过车削的方式使其上下各部分厚度一致，从而避免上下厚度差导致的应力过大，然后释放粘结底层的应力，避免在喷涂陶瓷面层后，陶瓷面层的应力与粘结底层的应力相互作用，相互影响，导致陶瓷面层的粘结强度下降，最后，在喷涂陶瓷面层时，保证喷涂距离不小于110mm，从而避免双层结构喷涂中另一侧对喷枪的干涉，同时，增加喷涂距离，一方面能够在喷枪从上部逐渐移动到下部时，减小喷涂角度的变化量，使喷涂角度尽可能趋近于90°，另一方面能够有效降低喷涂区温度，防止陶瓷涂层裂纹。

为避免在喷涂过程中，零件及涂层温度过高及温度不均，在步骤S3中，在喷涂面的两侧对零件及陶瓷面层同时进行降温处理，这样，可减小喷涂后冷却时由于零件和涂层的收缩不一致而造成的应力,从而有利于涂层与零件的结合。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例的步骤S3中，在喷涂面的两侧分别布置第一冷却风机以及第二冷却风机，其中第一冷却风机的冷却风管朝向喷涂面背面的基体，用于对基体进行降温，第二冷却风机的冷却风管朝向喷涂面且将第二冷却风机的冷却风管与喷涂面之间的距离L满足200mm≤L≤250mm，第二冷却风机的冷却风管与水平面之间的夹角α满足45°≤α≤75°，如图1中所示，优化冷却风的距离和冷却角度等工艺过程参数，降低零件与涂层的温度及温差。

喷枪的喷涂工艺参数也极大地影响涂层的粘结强度，在本发明实施例中，通过多次试验确定，步骤S3中喷枪的移动速度为10mm/s～20mm/s。

在本发明实施例的步骤S2中采用机械法消除应力，比如，可以通过振动、喷砂等方式实现应力释放，优选地，在步骤S2中采用喷砂法消除应力，喷砂不仅能够消除粘结底层的应力，同时，还能够增加粘结底层表面的粗糙度，使粘结底层与陶瓷面层之间结合的更加紧密，避免裂纹和分离等缺陷的发生，有效提高涂层质量及使用寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，包括步骤：

1)在基体上喷涂粘结底层，并对所述粘结底层进行车削处理，保证粘结底层在整个喷涂面上厚度一致；

2)消除所述粘结底层应力；

3)在所述粘结底层上喷涂陶瓷面层，保证喷涂距离不小于110mm。

2.根据权利要求1所述的耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，在所述步骤3)中，在喷涂面的两侧对零件及陶瓷面层同时进行降温处理。

3.根据权利要求2所述的耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，在所述步骤3)中，在喷涂面的两侧分别布置第一冷却风机以及第二冷却风机，其中第一冷却风机的冷却风管朝向喷涂面背面的基体，第二冷却风机的冷却风管朝向喷涂面且将所述第二冷却风机的冷却风管与所述喷涂面之间的距离L满足200mm≤L≤250mm，所述第二冷却风机的冷却风管与水平面之间的夹角α满足45°≤α≤75°。

4.根据权利要求1所述的耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，所述步骤3)中，喷枪的移动速度为10mm/s～20mm/s。

5.根据权利要求1-4任一项所述的耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，所述步骤2)中采用机械法消除应力。

6.根据权利要求5所述的耐磨涂层喷涂工艺，其特征在于，在所述步骤2)中采用喷砂法消除应力。