CN109317377A - 发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法 - Google Patents
发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法，属于航空发动机用涂层涂覆领域。该方法为：将待处理的发动机尾喷口零件超声清洗、干燥，有机溶剂除油，非喷涂区保护，吹砂；喷涂底漆、室温晾置、喷涂中间层、中间层固化、去除非喷涂区保护、中间层表面清理、非喷涂区二次保护、喷涂面层、面层固化，得到产品。该方法满足了飞机对中低温多频段兼容涂层的需求。针对发动机尾喷口零件使用及结构特点，前处理方法改善了发动机尾喷口零件表面质量，有助于提高涂层的结合力，涂层采用加温固化，缩短了生产周期，针对了涂层在运输、装配及使用过程中可能出现的各种损伤状态，采取相应的返修方法，更有针对性。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机用涂层涂覆技术领域，具体涉及一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法。
背景技术
为满足发动机及其配装飞机对中低温多频段兼容涂层的需求，采用多层涂层体系，即由底层、中间层及面层组成，采用压缩空气喷涂方式，涂层可满足尾喷口零件使用要求。但将该涂层材料进行工程化应用仍存在各种问题，如发动机尾喷口零件若为修理件，其表面存在油污和不同程度的氧化，且零件结构复杂，多为焊接组合件，存在孔隙、夹缝，若零件基体清理不彻底会影响涂覆涂层的结合力，涂层的使用可靠性存在较大风险；对于实际零件生产采用最优工艺流程及涂层固化时间，以提高生产效率；喷涂涂层的零件在运输、装配及使用过程中会不可避免地出现刮碰、划伤、涂层鼓泡、脱落等现象，可局部返修尽量不采用涂层全部去除重新涂覆的方法，应针对涂层损伤状态采用不同的返修方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法，该方法针对的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的工程化应用，是一种耐190℃中低温多频段兼容涂层的涂覆方法和涂层受损后的返修方法，包括前处理工艺、涂层涂覆工艺、涂层固化工艺和涂层返修工艺，该方法满足了飞机对中低温多频段兼容涂层的需求。针对发动机尾喷口零件使用及结构特点，前处理工艺方法改善了零件表面质量，有助于提高涂层的结合力，涂层采用加温固化，大大缩短了生产周期，并且提供的返修方法，针对了涂层在运输、装配及使用过程中可能出现的各种损伤状态，采用不同的返修方法，更有针对性。
本发明的一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，包括以下步骤：
步骤1：前处理工艺
将待处理的发动机尾喷口零件经过清洗剂超声清洗、干燥，用有机溶剂除油，非喷涂区保护，吹砂，得到预处理后的发动机尾喷口零件；
步骤2：喷涂工艺
对预处理后的发动机尾喷口零件喷涂底漆、室温晾置、喷涂中间层、中间层固化、去除非喷涂区保护、中间层表面清理、非喷涂区二次保护、喷涂面层、面层固化，得到涂覆中低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口零件；
其中，
所述的中间层固化，采用阶梯升温固化工艺，具体为55-65℃保温1-3h，升温至110-130℃保温1-3h；
所述的面层固化，具体为110-130℃保温1-3h。
所述的步骤1中，所述的清洗剂为水基清洗剂。
所述的步骤1中，所述的有机溶剂根据发动机尾喷口零件的材质进行选择，优选为无水乙醇或丙酮。
所述的步骤1中，待处理的发动机尾喷口零件结构复杂，均为焊接组合件，存在孔隙、夹缝，经过清洗、干燥、除油，可以更有效的清理干净零件表面及孔、夹缝处的油污和积碳。经过前处理工艺，后续喷砂可以有效净化、粗化零件表面，进一步提高涂层和基体的结合力。
所述的步骤2中，所述的中间层表面清理具体为：中间层表面打磨或吹砂处理、压缩空气清理、乙醇擦拭、晾干。
所述的步骤2中，所述的面层固化，为加温固化，其相比于现有的常温固化，能够缩短固化时间，节省时间成本。
采用上述涂覆方法制备的涂覆中低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口零件，当其涂层受损后，其发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
根据涂层受损状态，分为以下几种返修方法：
a)面层受损
当面层受损，未伤及中间层，其处理方法为：
将受损面层去除后，测量中间层的厚度，当中间层厚度满足原有中间层厚度要求，直接喷涂面层，面层固化；当中间层厚度不足原有中间层厚度，则喷涂中间层直至达到厚度要求，中间层固化后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化。
所述的a)中，经受损面层去除的方式有砂纸打磨或吹砂中的一种。
b)中间层局部受损
当面层受损，中间层局部受损时，其处理方法为：
将面层去除，将未受损中间层进行遮挡保护，露出待返修部位，根据待返修部位是否和周围有明显高度差，确定是否去除原涂层露出基体；
i：当不去除原涂层时，进行如下返修：
测量未受损中间层厚度，当中间层厚度满足原有中间层厚度要求，则和待返修部位一同喷涂面层，面层固化；当中间层厚度不足原有中间层厚度，则与待返修部位同时喷涂中间层直至达到原有中间层厚度要求，中间层固化后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化；
ii：当去除原涂层露出基体时，进行如下返修：
采用局部吹砂方法去除底层及中间层，露出基体，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法重新喷涂底层、中间层和面层；
所述的b)中，中间层局部受损，其判断标准为与周围涂层有明显高度差。
c)整体涂层受损
当整体涂层出现鼓包、脱落时，进行整体涂层返修，返修方法为：
将整体涂层去除，零件清理干净后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法重新喷涂底层、中间层和面层。
所述的整体涂层去除，其方法为：采用加温+吹砂的方法，具体为零件随炉加温至340-360℃，保温1-3h，随炉冷却至室温取出，再进行吹砂去除涂层。
本发明的一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆和返修方法，其目的在于解决发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层在工程化应用中存在的问题，包括①对于零件表面存在油污和不同程度的氧化，采用相应的前处理技术改善零件表面状态以提高涂层与基体的结合力；②对于实际零件生产选择最优工艺流程及涂层固化时间，以提高生产效率；③针对涂层损伤状态采用不同的返修方法，以降低返修成本及节省返修时间。
其有益效果在于：
(1)采用前处理技术可有效改善零件表面状态，提高涂层与基体的结合力，进而提高涂层使用寿命和可靠性；
(2)实际零件涂层涂覆工艺简单，涂层采用加温固化，生产效率高；
(3)针对涂层损伤状态采用不同的返修方法，有效降低返修成本及节省返修时间；
(4)该技术已经应用于发动机尾喷口零件中，并实现了小批量稳定生产，配装在某型号飞机上服役，涂层使用性能良好；
(5)本发明的工艺方法能够用于其他型号的发动机尾喷口零件或其他零件涂覆该类涂层均可以借鉴使用，本发明的涂覆方法是针对耐190℃的中低温多频段兼容涂层的一种特定工艺方法；
(6)采用该涂覆工艺方法涂覆多频段兼容涂层，具有工艺简单、涂层性能满足设计要求，生产效率高、且节省了大量的外委成本，本发明提供的返修工艺方法，具有针对性，可以实现局部快速返修，节省返修成本。
附图说明
图1为发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂敷流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，其流程示意图见图1，包括以下步骤：
步骤1：前处理
发动机尾喷口的弹性元件用781水基清洗剂超声波清洗→80℃干燥→无水乙醇擦拭→非喷涂区保护→吹砂，得到预处理后的发动机尾喷口弹性元件；其中，吹砂采用250目刚玉砂、风压为0.1MPa；
经过观察，发动机尾喷口弹性元件的初始状态和前处理后的表面状态，可以看出，发动机尾喷口弹性元件的积碳、氧化色经过超声清洗、吹砂后已经清洗干净。
步骤2：喷涂
对预处理后的发动机尾喷口弹性元件喷涂底漆→室温晾置30min→喷涂中间层→60℃2h+120℃2h中间层固化→去除非喷涂区保护→中间层表面采用3M公司400号砂纸打磨→压缩空气清理→乙醇擦拭→晾干→非喷涂区二次保护→喷涂面层→120℃2h面层固化，得到涂覆低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口弹性元件。
经过观察，涂覆低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口弹性元件的表面，呈银白色，表面平整、无流挂、气泡等缺陷。
经过对本实施例制备的涂覆低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口弹性元件的报废件上，截取试片，对涂覆有低温多频段兼容涂层进行190℃保温100h和320℃保温4h的耐热性试验后，低温多频段兼容涂层完好，均无起层、鼓泡、开裂、脱落等缺陷，说明涂层体系具有良好的耐热性，适合于实际零件的使用工况。
实施例2
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
发动机尾喷口外调节片中低温多频段兼容涂层整体出现鼓包，将涂覆中低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口外调节片采用加温+吹砂的方法将涂层全部去除，外调节片随炉加温到350℃，保温2h，然后随炉冷却至室温取出，采用200目刚玉砂、风压0.1MPa吹砂去除涂层，将整体涂层去除，零件清理干净后，采用实施例1中发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法重新喷涂底层、中间层和面层。
本实施例中，采用加温+吹砂方法去除中低温多频段兼容涂层，将涂覆低温多频段兼容涂层的零件在350℃保温2h后，涂层出现大面积起皮、剥落；经吹砂后，涂层完全清除干净。
实施例3
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
本实施例中，中间层局部受损，并且中间层局部受损部位和周围有明显的高度差，需要去除原涂层露出基体，在本实施例中，先去除面层，对未受损中间层进行遮挡保护，露出待返修部位，采用局部吹砂方法去除底层及中间层，采用实施例1的涂覆方法，重新喷涂新的底层及中间层，固化后再喷涂面层。
实施例4
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
本实施例中，面层受损，并未伤及中间层，处理方法为：
先用砂纸打磨，将受损面层去除，测量中间层厚度，中间层厚度不足原中间层厚度，喷涂中间层直至达到厚度要求，中间层固化，采用实施例1中发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化。
其中，和实施例1区别在于，中间层固化的工艺参数为55℃保温3h，升温至110℃保温3h；面层固化，具体为130℃保温1h。
实施例5
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
本实施例中，中间层局部受损，并且中间层局部受损部位和周围没有明显的高度差，不需要去除原涂层露出基体，在本实施例中，首先，去除面层，对未受损中间层进行遮挡保护，露出待返修部位，测量未受损中间层厚度，中间层厚度不足原有中间层厚度，与待返修部位同时喷涂中间层直至达到原有中间层厚度要求，中间层固化后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化。
其中，和实施例1区别在于，中间层固化的工艺参数为65℃保温1h，升温至130℃保温1h；面层固化，具体为110℃保温3h。
实施例6
一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，包括以下步骤：
本实施例中，面层受损，并未伤及中间层，处理方法为：
先用砂纸打磨，将受损面层去除，测量中间层厚度，中间层厚度满足原中间层厚度，采用实施例1中发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：非喷涂区保护，直接喷涂面层，面层固化。
其中，和实施例1区别在于，中间层固化的工艺参数为55℃保温3h，升温至110℃保温3h；面层固化，具体为130℃保温1h。
下表为针对不同损伤情况的处理列表及对应的实施例。
表1中低温多频段兼容涂层返修流程示意表
Claims (8)
1.一种发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：前处理工艺
将待处理的发动机尾喷口零件经过清洗剂超声清洗、干燥，用有机溶剂除油，非喷涂区保护，吹砂，得到预处理后的发动机尾喷口零件；
步骤2：喷涂工艺
对预处理后的发动机尾喷口零件喷涂底漆、室温晾置、喷涂中间层、中间层固化、去除非喷涂区保护、中间层表面清理、非喷涂区二次保护、喷涂面层、面层固化，得到涂覆中低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口零件；
其中，
所述的中间层固化，采用阶梯升温固化工艺，具体为55-65℃保温1-3h，升温至110-130℃保温1-3h；
所述的面层固化，具体为110-130℃保温1-3h。
2.如权利要求1所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的清洗剂为水基清洗剂。
3.如权利要求1所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的有机溶剂根据发动机尾喷口零件的材质进行选择。
4.如权利要求1所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的中间层表面清理具体为：中间层表面打磨或吹砂处理、压缩空气清理、乙醇擦拭、晾干。
5.采用权利要求1-4任意一项所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法制备的涂覆中低温多频段兼容涂层的发动机尾喷口零件，当其涂层受损后，其发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据涂层受损状态，分为以下几种返修方法：
a)面层受损
当面层受损，未伤及中间层，其处理方法为：
将受损面层去除后，测量中间层的厚度，当中间层厚度满足原有中间层厚度要求，直接喷涂面层，面层固化；当中间层厚度不足原有中间层厚度，则喷涂中间层直至达到厚度要求，中间层固化后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化；
b)中间层局部受损
当面层受损，中间层局部受损时，其处理方法为：
将面层去除，将未受损中间层进行遮挡保护，露出待返修部位，根据待返修部位是否和周围有明显高度差，确定是否去除原涂层露出基体；
i：当不去除原涂层时，进行如下返修：
测量未受损中间层厚度，当中间层厚度满足原有中间层厚度要求，则和待返修部位一同喷涂面层，面层固化；当中间层厚度不足原有中间层厚度，则与待返修部位同时喷涂中间层直至达到原有中间层厚度要求，中间层固化后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法进行后续处理，具体为：将中间层清理干净，非喷涂区保护，喷涂面层，面层固化；
ii：当去除原涂层露出基体时，进行如下返修：
采用局部吹砂方法去除底层及中间层，露出基体，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法重新喷涂底层、中间层和面层；
c)整体涂层受损
当整体涂层出现鼓包、脱落时，进行整体涂层返修，返修方法为：
将整体涂层去除，零件清理干净后，采用上述发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层涂覆方法重新喷涂底层、中间层和面层。
6.如权利要求5所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，其特征在于，所述的a)中，经受损面层去除的方式有砂纸打磨或吹砂中的一种。
7.如权利要求5所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，其特征在于，所述的b)中，中间层局部受损，其判断标准为与周围涂层有明显高度差。
8.如权利要求5所述的发动机尾喷口零件中低温多频段兼容涂层的返修方法，其特征在于，所述的整体涂层去除，其方法为：采用加温+吹砂的方法，具体为零件随炉加温至340-360℃，保温1-3h，随炉冷却至室温取出，再进行吹砂去除涂层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190212 |