CN111962066B - 一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法 - Google Patents

一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法，该涂层的特征为硬质陶瓷颗粒呈锯齿状平行排列并通过粘结合金结合在叶尖端面上；颗粒距离叶尖端面最远的棱边与叶尖端面夹角不超过30°，且与叶片服役时的旋转方向夹角大于60°，形成的涂层硬质陶瓷颗粒外表面整体平整、硬质陶瓷颗粒棱边突出、与叶尖端面结合牢固。本发明通过改变涂层中硬质陶瓷颗粒的位相角度，可以使得涂层外表面硬质陶瓷颗粒的棱边更加突出，切削性能更加良好，从而使得叶尖涂层整体具有良好的切削性能，硬质陶瓷颗粒与叶尖结合牢固保证切削过程中涂层不易脱落。

Description

一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于材料表面改性和涂层技术领域，涉及一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法。
背景技术
高性能航空发动机对效率和安全性都有更高的要求，大推力、高效率、低油耗是发动机设计制造的总体目标。研究表明，采用气路封严技术能够很好地提高发动机性能。实验表明，发动机高压涡轮的叶尖间隙每减少0.254mm，涡轮效率可提高约1％。而间隙过小时，发动机运行过程中旋转中的动子和静子有干涉摩擦的危险，对发动机叶尖造成严重损伤。因此，常采用封严技术达到提高效率、保护叶尖的目的。即在发动机机匣内壁制备一层可磨耗封严涂层，在叶尖制备一层耐磨涂层，两种涂层相互配合形成合适间隙。
目前，在可磨耗封严体系的研究较为成熟，而在叶尖耐磨涂层方面的研究较少，仍处于起步阶段。叶尖耐磨涂层常采用金属基陶瓷复合材料，金属基相与叶尖易形成良好结合，陶瓷作为增强相可提高涂层耐磨性。叶尖涂层在服役过程中除具备较高的硬度即耐磨性外，还需要有良好的切削作用，但是目前，叶尖耐磨涂层的常用制备方法为激光熔覆技术和电镀方法，虽然用两种方法制备出的叶尖涂层都具有良好的耐磨性，但由于硬质颗粒形状较为复杂，制备出的涂层外表面参差不齐，颗粒裸露的部分形态多种多样，导致与机匣碰摩时切削性能很差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开的一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层，包括叶尖基层和设置在其上表面的粘结合金层，在粘结合金层上密布若干硬质陶瓷颗粒；
硬质陶瓷颗粒在叶片厚度方向的颗粒棱边外露呈现锯齿状，在叶片宽度方向上相邻两行的硬质陶瓷颗粒平行排列，形成的硬质陶瓷颗粒层的上表面平整、棱边突出，且与叶尖基层结合牢固；
棱边与叶尖端面平行的硬质陶瓷颗粒占硬质陶瓷颗粒总数量的0.7-0.9倍；
所述硬质陶瓷颗粒距离叶尖基层端面最远的棱边与叶尖基层端面的夹角≤30°，且与叶片服役时的旋转方向夹角＞60°。
优选地，所述硬质陶瓷颗粒的最远棱边距离叶尖基层的端面的高度差≤硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.15倍。
优选地，硬质陶瓷颗粒选自立方氮化硼颗粒或金刚石颗粒。
优选地，所述平行排列的两行硬质陶瓷颗粒的间距为硬质陶瓷颗粒平均粒径的1.2-2.5倍，使其有良好的刮削性能。
优选地，所述平行排列的两行硬质陶瓷颗粒的间距为硬质陶瓷颗粒平均粒径的3-10倍，使其有充分的散热能力。
优选地，以质量百分比计，粘结合金层选择含镍大于53.0％，含铬为6％-28％的镍基合金；或者，选择含钛大于37.5％，含锆为18％-30％，含铜为10％-20％，含镍为5％-10％的钛基合金。
优选地，硬质陶瓷颗粒的平均粒径为50～120μm时，满足切削性能需求；硬质陶瓷颗粒的平均粒径为121～350μm时，满足散热性能需求。
本发明公开的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)叶尖基层表面预处理：对叶尖基层表面依次进行打磨、喷丸和清洗处理；
2)制备粘结合金层：对预处理后的叶尖基层表面涂覆粘结合金层；
3)撒布硬质陶瓷颗粒：将硬质陶瓷颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具使得硬质陶瓷颗粒的一条棱边与模具凹槽的棱边相接触；
4)加热重熔：将步骤2)制备的涂有粘结合金层的叶尖基层端面对接在撒布有硬质陶瓷颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖基层和模具固定，透过模具加热，使得粘结合金重新熔化，硬质陶瓷颗粒与粘结合金牢固结合。
优选地，步骤2)中，粘结合金层的厚度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.4-0.8倍；涂覆采用等离子喷涂法，喷涂功率为25-55kW，喷涂距离为20-200mm。
优选地，步骤3)中，模具中的凹槽为平行排列的V形凹槽，凹槽深度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.2-0.5倍；凹槽能够保证颗粒最长的棱边与槽的棱边贴紧，凹槽的深度低于颗粒粒径一半可以保证超过一半的颗粒被粘结合金包裹住、
优选地，模具的熔点高于粘结合金的1.2倍开尔文温度；制作模具的材料选择和粘结合金和硬质陶瓷颗粒浸润性差的材料，如氧化铝陶瓷片。
优选地，所述模具的单个凹槽的两个最大面之间的夹角的平均值为凹槽角平均值；
单个硬质陶瓷颗粒的单向最小尺寸超过硬质陶瓷颗粒平均粒径0.05倍的面之间的夹角的平均值为颗粒尖角平均值；
凹槽角平均值为颗粒尖角平均值的1-1.5倍，凹槽角大一些可以让颗粒棱边和凹槽的边贴合到一起
优选地，步骤4)中，加热温度为粘结合金熔点按开尔文温度计算的1.05-1.2倍，且该加热温度低于叶尖基层的熔点；
加热采用感应加热，电流为20-65A，加热时间为2-15s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层，该涂层的特征为硬质陶瓷颗粒呈锯齿状平行排列并通过粘结合金结合在叶尖端面上；颗粒距离叶尖端面最远的棱边与叶尖端面夹角不超过30°，且与叶片服役时的旋转方向夹角大于60°，形成的涂层硬质陶瓷颗粒外表面整体平整、硬质陶瓷颗粒棱边突出、与叶尖端面结合牢固。本发明通过改变涂层中硬质陶瓷颗粒的位相角度，可以使得涂层外表面硬质陶瓷颗粒的棱边更加突出，切削性能更加良好，从而使得叶尖涂层整体具有良好的切削性能，硬质陶瓷颗粒与叶尖结合牢固保证切削过程中涂层不易脱落。
附图说明
图1为本发明提供的一种带有边界颗粒满铺并有额外突出的切削涂层件的结构图；
图2为本发明提供的一种使得涂层件边界颗粒满铺并有额外突出的模具的注视结构图；
图3为本发明提供的一种使得涂层件边界颗粒满铺并有额外突出的模具的左视结构图；
图4为本发明实施例提供的一种使得涂层件边界颗粒满铺并有额外突出的模具的俯视结构图。
其中：1为叶尖基层；2为粘结合金层；3为硬质颗粒。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明的一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层，包括叶尖基层1和设置在其上表面的粘结合金层2，在粘结合金层2上密布若干硬质陶瓷颗粒3；
硬质陶瓷颗粒3在叶片厚度方向的颗粒棱边外露呈现锯齿状，在叶片宽度方向上相邻两行的硬质陶瓷颗粒3平行排列，形成的硬质陶瓷颗粒层的上表面平整、棱边突出，且与叶尖基层结合牢固；
所述硬质陶瓷颗粒3距离叶尖基层1端面最远的棱边与叶尖基层1端面的夹角≤30°，且与叶片服役时的旋转方向夹角＞60°。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例1
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ni71CrSi-cBN涂层。平均粒径为50μm的立方氮化硼颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ni71CrSi合金层结合在镍基高温合金GH4037叶尖端面上，Ni71CrSi合金层与GH4037叶尖形成牢固冶金结合并将立方氮化硼颗粒紧紧包裹住，形成立方氮化硼颗粒棱边突出、与GH4037叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用GH4037材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ni71CrSi粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积100μm厚的Ni71CrSi层。
3)撒布硬质颗粒：将立方氮化硼颗粒撒布在凹槽平行排列的模具(模具示意图参见图2、图3和图4)中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ni71CrSi层的叶尖端面对接在撒布有立方氮化硼颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ni71CrSi层重新熔化，与GH4037叶尖基体和立方氮化硼颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为320-360HV0.2，涂层间结合强度在55-60MPa之间。
实施例2
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ti20Zr25Cu10Ni-金刚石涂层。平均粒径为80μm的金刚石颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ti20Zr25Cu10Ni合金层结合在钛合金TC11叶尖端面上，Ti20Zr25Cu10Ni合金层与TC11叶尖形成牢固冶金结合并将金刚石颗粒紧紧包裹住，形成金刚石颗粒棱边突出、与TC11叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用TC11材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ti20Zr25Cu10Ni粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积120μm厚的Ti20Zr25Cu10Ni层。
3)撒布硬质颗粒：将金刚石颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ti20Zr25Cu10Ni层的叶尖端面对接在撒布有金刚石颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ti20Zr25Cu10Ni层重新熔化，与TC11叶尖基体和金刚石颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为360-410HV0.2，涂层间结合强度在56-62MPa之间。
实施例3
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ni71CrSi-cBN涂层。平均粒径为120μm的立方氮化硼颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ni71CrSi合金层结合在镍基高温合金GH4037叶尖端面上，Ni71CrSi合金层与GH4037叶尖形成牢固冶金结合并将立方氮化硼颗粒紧紧包裹住，形成立方氮化硼颗粒棱边突出、与GH4037叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用GH4037材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ni71CrSi粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积150μm厚的Ni71CrSi层。
3)撒布硬质颗粒：将立方氮化硼颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ni71CrSi层的叶尖端面对接在撒布有立方氮化硼颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ni71CrSi层重新熔化，与GH4037叶尖基体和立方氮化硼颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为330-380HV0.2，涂层间结合强度在56-61MPa之间。
实施例4
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ti20Zr25Cu10Ni-金刚石涂层。平均粒径为200μm的金刚石颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ti20Zr25Cu10Ni合金层结合在钛合金TC11叶尖端面上，Ti20Zr25Cu10Ni合金层与TC11叶尖形成牢固冶金结合并将金刚石颗粒紧紧包裹住，形成金刚石颗粒棱边突出、与TC11叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用TC11材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ti20Zr25Cu10Ni粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积200μm厚的Ti20Zr25Cu10Ni层。
3)撒布硬质颗粒：将金刚石颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ti20Zr25Cu10Ni层的叶尖端面对接在撒布有金刚石颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ti20Zr25Cu10Ni层重新熔化，与TC11叶尖基体和金刚石颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为360-420HV0.2，涂层间结合强度在54-60MPa之间。
实施例5
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ni71CrSi-cBN涂层。平均粒径为300μm的立方氮化硼颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ni71CrSi合金层结合在镍基高温合金GH4037叶尖端面上，Ni71CrSi合金层与GH4037叶尖形成牢固冶金结合并将立方氮化硼颗粒紧紧包裹住，形成立方氮化硼颗粒棱边突出、与GH4037叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用GH4037材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ni71CrSi粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积250μm厚的Ni71CrSi层。
3)撒布硬质颗粒：将立方氮化硼颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ni71CrSi层的叶尖端面对接在撒布有立方氮化硼颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ni71CrSi层重新熔化，与GH4037叶尖基体和立方氮化硼颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为320-340HV0.2，涂层间结合强度在54-60MPa之间。
实施例6
本实施例的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层为Ti20Zr25Cu10Ni-金刚石涂层。平均粒径为350μm的金刚石颗粒呈锯齿状平行排列并通过Ti20Zr25Cu10Ni合金层结合在钛合金TC11叶尖端面上，Ti20Zr25Cu10Ni合金层与TC11叶尖形成牢固冶金结合并将金刚石颗粒紧紧包裹住，形成金刚石颗粒棱边突出、与TC11叶尖端面结合牢固的切削涂层。
该涂层具体制备方法如下步骤：
1)基体表面预处理：选用TC11材质的合金叶片作为基体，先用水砂纸对基体进行打磨，然后放入有机溶剂中进行超声波清洗，吹干放入干燥皿中。
2)制备粘结合金层：采用精度为0.1mg的精密电子天平称量Ti20Zr25Cu10Ni粉末，然后采用真空等离子喷涂的工艺在叶尖端面沉积280μm厚的Ti20Zr25Cu10Ni层。
3)撒布硬质颗粒：将金刚石颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具。
4)加热重熔：将涂有Ti20Zr25Cu10Ni层的叶尖端面对接在撒布有金刚石颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖和模具固定；采用感应线圈加热使得Ti20Zr25Cu10Ni层重新熔化，与TC11叶尖基体和金刚石颗粒之间形成冶金结合。
按照此方法得到的涂层硬度为370-410HV0.2，涂层间结合强度在56-61MPa之间。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层，其特征在于，包括叶尖基层(1)和设置在其上表面的粘结合金层(2)，在粘结合金层(2)上密布若干硬质陶瓷颗粒(3)；
硬质陶瓷颗粒(3)在叶片厚度方向的颗粒棱边外露呈现锯齿状，在叶片宽度方向上相邻两行的硬质陶瓷颗粒(3)平行排列，形成的硬质陶瓷颗粒层的上表面平整、棱边突出，且与叶尖基层结合牢固；
棱边与叶尖端面平行的硬质陶瓷颗粒占硬质陶瓷颗粒总数量的0.7-0.9倍；
所述硬质陶瓷颗粒(3)距离叶尖基层(1)端面最远的棱边与叶尖基层(1)端面的夹角≤30°，且与叶片服役时的旋转方向夹角＞60°；
所述硬质陶瓷颗粒(3)的最远棱边距离叶尖基层(1)的端面的高度差≤硬质陶瓷颗粒(3)平均粒径的0.15倍；
平行排列的两行硬质陶瓷颗粒的间距为硬质陶瓷颗粒平均粒径的1.2-2.5倍时，满足刮削性能；平行排列的两行硬质陶瓷颗粒的间距为硬质陶瓷颗粒平均粒径的3-10倍，满足散热性能；
以质量百分比计，粘结合金层(2)选择含镍大于53.0％，含铬为6％-28％的镍基合金；或者，选择含钛大于37.5％，含锆为18％-30％，含铜为10％-20％，含镍为5％-10％的钛基合金；
硬质陶瓷颗粒的平均粒径为50～120μm时，满足切削性能需求；硬质陶瓷颗粒的平均粒径为121～350μm时，满足散热性能需求；
硬质陶瓷颗粒选自立方氮化硼颗粒或金刚石颗粒。
2.权利要求1所述的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)叶尖基层表面预处理：对叶尖基层表面依次进行打磨、喷丸和清洗处理；
2)制备粘结合金层：对预处理后的叶尖基层表面涂覆粘结合金层；
3)撒布硬质陶瓷颗粒：将硬质陶瓷颗粒撒布在凹槽平行排列的模具中，振动模具使得硬质陶瓷颗粒的一条棱边与模具凹槽的棱边相接触；
4)加热重熔：将步骤2)制备的涂有粘结合金层的叶尖基层端面对接在撒布有硬质陶瓷颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖基层和模具固定，透过模具加热，使得粘结合金重新熔化，硬质陶瓷颗粒与粘结合金牢固结合。
3.根据权利要求2所述的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，粘结合金层的厚度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.4-0.8倍；涂覆采用等离子喷涂法，喷涂功率为25-55kW，喷涂距离为20-200mm。
4.根据权利要求2所述的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤3)中，模具中的凹槽为平行排列的V形凹槽，凹槽深度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.2-0.5倍；
模具的熔点高于粘结合金的1.2倍开尔文温度；制作模具的材料选择和粘结合金和硬质陶瓷颗粒浸润性差的材料。
5.根据权利要求2所述的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，所述模具的单个凹槽的两个最大面之间的夹角的平均值为凹槽角平均值；
单个硬质陶瓷颗粒的单向最小尺寸超过硬质陶瓷颗粒平均粒径0.05倍的面之间的夹角的平均值为颗粒尖角平均值；
凹槽角平均值为颗粒尖角平均值的1-1.5倍。
6.根据权利要求2所述的棱边平齐且呈锯齿状排列的叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤4)中，加热温度为粘结合金熔点按开尔文温度计算的1.05-1.2倍，且该加热温度低于叶尖基层的熔点；
加热采用感应加热，电流为20-65A，加热时间为2-15s。
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US4610698A (en) * 1984-06-25 1986-09-09 United Technologies Corporation Abrasive surface coating process for superalloys
US5453329A (en) * 1992-06-08 1995-09-26 Quantum Laser Corporation Method for laser cladding thermally insulated abrasive particles to a substrate, and clad substrate formed thereby
EP1743957A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-17 Sulzer Metco (US) Inc. Verfahren zum Behandeln der Schaufelspitze einer Turbinenschaufel sowie mit einem solchen Verfahren behandelte Turbinenschaufel
CN109338288B (zh) * 2018-09-17 2020-09-18 中国科学院金属研究所 一种燃气轮机叶片叶尖防护涂层及其制备方法和应用

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