CN107620022A - 一种用于短轴零件封严齿超音速喷涂过程的遮蔽工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及零件遮蔽工具，特别是涉及一种使用于HVOF高速氧燃料火焰喷涂工艺中的遮蔽工具。该工具包括：上下分体式保护套及保护套固定环；使用步骤：先用下分体式保护套保护喷涂区域下方，并用固定环固定；然后用上分体式保护套保护喷涂区域上方，并用固定环固定。在得到遮蔽工具保护之后，对零件进行喷涂过程中，高速焰流得到本发明工具的阻挡，使涂层无法沉积到零件非喷涂区域表面，这样使喷涂过程由手工保护→吹砂→喷涂→手工清理变为夹具保护→吹砂→喷涂→拆除夹具，可以大大节约保护和清理时间，提高零件合格率和加工效率。

Description

一种用于短轴零件封严齿超音速喷涂过程的遮蔽工具

技术领域

本发明属于短轴零件封严齿超音速喷涂技术领域，特别涉及一种用于短轴类零件封严齿超音速喷涂氧化铝涂层的遮蔽工具。

背景技术

氧化铝涂层是一种飞机发动机压气机篦齿封严用涂层。用于400℃以下温度范围内抗磨粒、硬面、微动磨损，与可磨耗涂层配合以达到密封的作用，极为耐磨和抗氧化，在国外的发动机上已得到应用。某系列发动机的短轴表面也要求喷涂该涂层，设计要求涂层厚度为0.05mm～0.10mm（无底层），涂层连续完整，工作区域（蓖齿尖）涂层不允许掉块，非喷涂区域不允许有涂层。

由于常用氧化铝涂层属于陶瓷涂层，涂层硬而脆极易产生纵向裂纹和剥离；同时超音速喷涂焰流的超高流速（1230升/分钟）和超高温度（3000℃左右）使零件保护变得极其困难；整体式遮蔽工具与齿尖涂层间隙过小，喷涂过程中高温焰流极易穿过间隙沉积在零件非喷涂表面；移除遮蔽工具时刮伤齿尖；清理保护区域胶带残留极为困难；清理涂层过喷材料时工具损伤齿尖涂层，产生掉块现象。需要重新设计遮蔽工具来防止其对涂层的破坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本方法提供一种用于短轴类零件封严齿超音速喷涂的遮蔽工具，采用该装置对短轴类零件封严齿进行超音速喷涂，可同时解决涂层掉块、难以清理和涂层过喷等问题。

由于超音速喷涂焰流温度极高，常用的钢和铝合金在高温灼烧下极易受热变形，长时间使用之后必然会发生无法装配的情况，故我们选用了更为耐热的镍基高温合金作为遮蔽工具的材料。

进一步的，我们重设计了喷涂遮蔽工具结构，将原始的整体式遮蔽工具改为分体式结构，将圆环型遮蔽工具切割为四段90°的圆弧。这样的结构可以使工具拆装方式从外部套装改为外部拼装，完全不刮碰蓖齿齿尖，可以解决拆卸遮蔽工具时意外碰伤涂层的问题，同时不会因为高温变形而难以拆卸。

进一步的，新的遮蔽工具内型面完全与零件非喷涂区表面贴合，遮蔽工具紧贴喷涂区域上下沿，解决了涂层过喷的问题。同时分体结构解决了工具与喷涂零件干涉问题。

进一步的，扇形遮蔽工具之间并非采用直面搭接而采用斜面搭接结构，这样两片遮蔽工具配合时可以有效防止飞溅的外来物附着在非喷涂区域。

进一步的，采用斜面搭接方式结构接缝，优化了遮蔽体的制造的工艺性。外廓的整体限位环固定四等分的遮蔽块，易于装配。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

图1是遮蔽工具整体结构图，其中 为上部分体式遮蔽工具的固定环，为上部分体式遮蔽工具，为下部分体式遮蔽工具，为下部分体式遮蔽工具的固定环，5为螺钉；

图2是遮蔽工具上部分体式结构图及其A-A面的剖面图；

图3是遮蔽工具下部分体式结构图及其A-A面的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

实施例1：使用本发明工具保护某机型短轴零件的超音速喷涂加工，装配图如图1所示。在装配之前首先对零件进行清洗除油，使用清洗机洗掉零件表面的防锈油，然后用丙酮擦洗零件表面。清洗之后使用本发明工具保护零件，安装顺序为---。在安装好保护工具后，对零件喷涂区域进行吹砂和喷涂。零件喷涂完成后，拆除保护工具并清理零件表面。具体步骤如下：

（1）使用FRD-6000-PCS型清洗机对零件进行除油清洗，去除零件表面的保护油。

（2）使用脱脂棉蘸丙酮对清洗过的零件表面（尤其是喷涂区域蓖齿表面），以去除喷涂区域表面的残留物。

（3）对非喷涂区进行保护，使用一层胶带沿过喷区边缘进行保护，使喷涂过程中非喷涂区域不会出现涂层残留，且填补保护工具和零件之间的缝隙。

（4）使用本发明工具对零件进行保护，如图1所示。首先安装号工具，4片工具对喷涂区域下部进行保护，如图3所示；然后安装号工具，对4片号工具进行定位，零件下部保护完毕；然后安装号工具，4片工具对喷涂区域上部进行保护，如图2所示；最后安装号工具，对4片号工具进行定位，零件上部保护完毕。

（5）保护完毕后，对零件喷涂区域进行吹砂粗化。使用80目白刚玉砂，用吸入式喷砂枪，以0.30MPa的压力，100mm的距离对零件进行吹砂操作，同时零件匀速转动，吹砂操作持续2分钟后停止。使用风枪吹除零件表面残留的砂粒后，检查零件吹砂表面。

（6）对吹砂后的零件进行喷涂操作。以氢气流量1800SCFH，氧气流量750SCFH，送粉速率11g/min，喷涂距离170mm，喷枪移动速度10mm/s对零件进行喷涂，涂层厚度0.05-0.10mm。

（7）喷涂完成后待零件冷却至室温，拆除保护工具和保护胶带，并对零件非喷涂表面进行清理。清理之后，提交检验。检验合格后，对零件表面进行防腐蚀保护。

实例2：本例与实施例1不同的是：本例第（2）步中的丙酮被酒精代替；第（5）步中以0.25MPa的压力，110mm的距离进行吹砂操作，同时零件匀速转动，吹砂操作持续3分钟后停止；第（6）步中氢气流量1750SCFH，氧气流量800SCFH，喷涂距离190mm/s进行喷涂。

实施效果

新型喷涂遮蔽工具的使用，首先将涂层保护胶带的使用量降至极少的数量，减轻保护过程的劳动强度，缩短喷涂保护过程时间。由原来每班加工一件增至每班加工2-3件，提高生产效率40%-70%。其次，装配和拆卸遮蔽工具操作简单、安全，不容易损伤封严齿，极大的减少了涂层过喷，涂层清理过程的技术复杂度和劳动量极大的降低。该遮蔽工具的使用提高了喷涂过程的生产效率一倍以上，喷涂保护胶带等消耗材料降低至趋近于0。

Claims (6)

1.一种用于短轴零件封严齿超音速喷涂的遮蔽工具，包括：一套4种环状保护套，其中两种为分体式结构的保护套，另外两种为整体式结构的固定环。

2.根据权利要求1所述的保护套，其特征在于，其中的分体式结构采用的啮合方式为斜边搭接结构。

3.根据权利要求1中所述的整体式固定环，是为了将权利要求2中所述的保护套固定于零件外侧，同时对保护套给予支撑。

4.根据权利要求2所述的保护套的搭接结构，是为了防止干涉涂层和防止喷涂过程中焰流从分体缝隙中流入并沉积到零件中。

5.根据权利要求2中所述的保护套，其内部形状与零件形状紧密贴合，保证遮蔽过程中内部尽量少出现空腔，以保证高温焰流不会沿缝隙导入零件表面。

6.根据权利要求1中所述的整套遮蔽工具，可以保证在喷涂过程中完整的阻挡高温高速焰流带动的粉末，保证零件非喷涂区域不会沉积上涂层;分体式的保护套的好处还在于，收到热影响变形后也可以轻易拆卸，不会对零件表面造成挤压和损伤;固定环远离喷涂区域，其收到的热影响较小，不会产生变形。