CN114318322A - 一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，包括除油、保护、吹砂、预热、喷涂、清理以及外观检查的过程，通过本发明的实施，很好的解决了常用的喷涂方式难以保证涂层喷涂质量，容易出现涂层脱落及叶片氧化现象的问题，其加工方法简单，操作方便，稳定可靠；同时，本方法在抗氧化NiCrAlY涂层的喷涂过程中保护了涡轮叶片的非喷涂面、在零件基体实现一次喷涂、防止涂层大面积或局部掉块，此外还提供了喷涂质量的外观检验方法。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机制造技术领域，具体涉及一种用于涡轮叶 片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
背景技术
航空发动机产品应用涂层加工的较多，目前我公司承担制造的涡 轮叶片的叶身采用抗氧化NiCrAlY涂层，该涂层对于喷涂质量的要求 较高，而目前常用的喷涂方式难以保证用于航空发动机涡轮叶片的涂 层喷涂质量，容易出现涂层脱落及叶片氧化现象。因此，亟需提供一 种针对于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于涡轮叶片的 NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方 法，包括以下步骤：
S1，除油：用干净的有机溶剂将零件待喷涂表面清洗干净，完成 后使用洁净的压缩空气将零件吹干；
S2，保护：对零件的非喷涂表面贴上保护胶带进行遮盖保护；
S3，吹砂：选择干净的白刚玉砂对零件的待喷涂表面进行吹砂， 吹砂风压为0.3MPa～0.5MPa，吹砂角度为60°～90°，吹砂距离 100mm～150mm；
S4，预热：对待喷涂零件预热，预热温度为90℃～110℃
S5，喷涂：使用NiCrAlY粉末进行涡轮叶片的喷涂，喷涂的涂层 厚度0.2mm～0.25mm；其中使用NiCrAlY粉末的粒度为+45μm～+15 μm；所述喷涂气体为99.99％的氩气、99.999％的氢气以及99.95％的 氮气的混合气体；进行喷涂的参数为：O2流量38±2m3/h，煤油流量 19±1m3/h，送粉率50±2g/min，枪管长度为200mm，喷涂距离330 ±10mm；
S6，清理：将零件去除保护胶带和多余涂层，完成喷涂。
进一步的，所述步骤S3与步骤S5之间时间间隔不得超过2小时。
进一步的，所述步骤S5中，所使用的NiCrAlY粉末需进行烘干处 理，其烘干温度为110℃±10℃，烘干时间≥2h。
进一步的，所述步骤S5中，进行涡轮叶片喷涂时，先喷涂叶盆后 喷涂叶背；喷涂叶盆与叶背时，先喷涂前缘后喷涂尾缘；喷涂叶盆前 缘时尾缘朝向喷枪，喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪；喷涂叶背前缘时 前缘朝向喷枪，喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
进一步的，所述步骤S52中进行喷涂的参数为：O2流量38±2m3/h， 煤油流量19±1m3/h，送粉率50±2g/min，枪管长度为200mm，喷涂 距离330±10mm。
进一步的，所述步骤S5中，进行喷涂时，若被喷涂零件的材料为 钛合金则喷涂最高温度不能超过150℃；若被喷涂零件的材料为铝及 镁合金则喷涂最高温度不能超过120℃；若被喷涂零件的材料为高强 度钢、不锈钢合金及高温合金则喷涂最高温度不能超过200℃。
进一步的，所述步骤S3中，吹砂完成后，需对零件表面进行检验， 如零件表面不是均匀且无光泽的粗糙表面，则进行补吹砂，所述补吹 砂次数不得超过2次。
进一步的，所述步骤S6完成后，还包括步骤S7外观检查：对零件 喷涂表面进行外观检查，在自然散射光或反射光线下使用5～10倍放 大镜目视检查涂层外观，光的照度不低于300lx，喷涂后的零件需涂 层完整，表面均匀连续、无裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷，否 则零件喷涂不合格。
进一步的，在步骤S5中进行喷涂时，用干净的压缩空气对零件进 行冷却，其气流方向应不得妨碍喷涂粒子的流动。
进一步的，所述步骤S3中，所使用的白刚玉砂为24#～80#白刚玉 砂。
本发明的有益效果在于：通过本发明的实施，很好的解决了常用 的喷涂方式难以保证涂层喷涂质量，容易出现涂层脱落及叶片氧化现 象的问题，其加工方法简单，操作方便，稳定可靠；同时，本方法在 抗氧化NiCrAlY涂层的喷涂过程中保护了涡轮叶片的非喷涂面、在零 件基体实现一次喷涂、防止涂层大面积或局部掉块，此外还提供了喷 涂质量的外观检验方法。
附图说明
图1是本发明的喷涂流程示意图；
图2是本发明的待喷涂的涡轮叶片结构示意图；
图3是本发明的涡轮叶片喷涂表面示意图；
图中R区域为涡轮叶片的需喷涂区域。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限 于所述。
如图1所示的喷涂流程，主要包括涂油、保护、吹砂、预热、喷 涂、清理以及外观检查的过程。
步骤S1，除油：
除油用干净的工业汽油等有机溶剂将喷涂表面清洗干净，并使用 洁净的压缩空气吹干或晾干。
步骤S2，保护：
按照设计图纸或工艺图表的规定要求，用保护夹具或JD－22压敏 胶带将非喷涂表面予以保护。
步骤S3，吹砂：
①根据零件形状和厚薄程度，选择24#～80#白刚玉砂，砂粒必须 干净。吹砂部位按图3中所示。
②吹砂风压一般为0.3MPa～0.5MPa，吹砂角度为60°～90°，吹砂 距离100mm～150mm。压缩空气必须纯净。
③对待喷涂表面进行吹砂，吹砂后的表面应是均匀的、无光泽的 粗糙表面。如吹砂表面不符合要求，应进行补吹砂，补吹砂次数不得 超过两次。
④零件吹砂后应用干净的压缩空气将灰尘、砂粒吹净，并保管好， 不得弄脏零件表面。
⑤零件吹砂好后必须在2h之内进行喷涂。
步骤S4，预热：
对待喷涂零件预热，预热温度为90℃～110℃(从测温仪观察)。
步骤S5，喷涂：
①喷涂前，NiCrAlY粉末应先进行烘干操作：烘干温度为 110℃±10℃，烘干时间≥2h。
②喷涂材料
喷涂粉末：
NiCrAlY合金粉末应符合Q/15BJ0097-2012的要求。
喷涂气体：
氩气：99.99％；氢气：99.999％；氮气：99.95％。
③喷涂前应检查设备运行是否正常，如发现有故障时，应排除。
④喷涂应连续进行，每次中断不允许超过1h。
⑤在整个喷涂过程中，钛合金零件最高温度不能超过150℃；铝 及镁合金零件最高温度不能超过120℃；高强度钢、不锈钢合金及高 温合金零件最高温度不能超过200℃。喷涂NiCrAlY涂层厚度0.2mm～ 0.25mm。
⑥喷涂时，可用干净的压缩空气进行冷却，其气流方向应不妨碍 喷涂粒子的流动。喷涂原则先叶盆后叶背，先前缘后尾缘；特别注意 控制前缘的走枪速度、喷枪姿态的变化及步长大小的控制；喷涂叶盆 前缘时尾缘朝向喷枪，喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪；喷涂叶背前缘 时前缘朝向喷枪，喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
⑦喷涂结束，待设备停止后，小心移开冷却空气管、测温仪，移 开保护夹具，卸下零件。
步骤S6，清理：
将零件从夹具中取出，去除保护胶带和多余涂层，然后清理干净， 多余涂层的去除采用油石进行。
步骤S7，外观检查：
①在自然散射光或反射光线下目视检查涂层外观，光的照度不低 于300lx(相当于零件放在40W日光灯下0.5m处的光照度)，必要时， 可用5～10倍放大镜检查。
②零件100％地进行外观检查。涂层应完整，表面均匀连续、无 裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷。
③允许溢出区的涂层在不影响装配质量的同时，其厚度可小于喷 涂面的50％，但涂层不得有剥落、裂纹。
④喷涂面与非喷涂面交接处2mm范围内允许有少量涂层。
⑤不允许缺陷：不符合设计图规定的过界喷涂；由于喷涂过程中 过热引起的涂层缺陷和变色。
Claims (10)
1.一种用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于包括以下步骤：
S1，除油：用干净的有机溶剂将零件待喷涂表面清洗干净，完成后使用洁净的压缩空气将零件吹干；
S2，保护：对零件的非喷涂表面贴上保护胶带进行遮盖保护；
S3，吹砂：选择干净的白刚玉砂对零件的待喷涂表面进行吹砂，吹砂风压为0.3MPa～0.5MPa，吹砂角度为60°～90°，吹砂距离100mm～150mm；
S4，预热：对待喷涂零件预热，预热温度为90℃～110℃
S5，喷涂：使用NiCrAlY粉末进行涡轮叶片的喷涂，喷涂的涂层厚度0.2mm～0.25mm；其中使用NiCrAlY粉末的粒度为+45μm～+15μm；所述喷涂气体为99.99％的氩气、99.999％的氢气以及99.95％的氮气的混合气体；进行喷涂的参数为：O2流量38±2m3/h，煤油流量19±1m3/h，送粉率50±2g/min，枪管长度为200mm，喷涂距离330±10mm；
S6，清理：将零件去除保护胶带和多余涂层，完成喷涂。
2.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S3与步骤S5之间时间间隔不得超过2小时。
3.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S5中，所使用的NiCrAlY粉末需进行烘干处理，其烘干温度为110℃±10℃，烘干时间≥2h。
4.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S5中，进行涡轮叶片喷涂时，先喷涂叶盆后喷涂叶背；喷涂叶盆与叶背时，先喷涂前缘后喷涂尾缘；喷涂叶盆前缘时尾缘朝向喷枪，喷涂叶盆尾缘时前缘朝向喷枪；喷涂叶背前缘时前缘朝向喷枪，喷涂叶背尾缘时尾缘朝向喷枪。
5.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S52中进行喷涂的参数为：O2流量38±2m3/h，煤油流量19±1m3/h，送粉率50±2g/min，枪管长度为200mm，喷涂距离330±10mm。
6.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S5中，进行喷涂时，若被喷涂零件的材料为钛合金则喷涂最高温度不能超过150℃；若被喷涂零件的材料为铝及镁合金则喷涂最高温度不能超过120℃；若被喷涂零件的材料为高强度钢、不锈钢合金及高温合金则喷涂最高温度不能超过200℃。
7.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S3中，吹砂完成后，需对零件表面进行检验，如零件表面不是均匀且无光泽的粗糙表面，则进行补吹砂，所述补吹砂次数不得超过2次。
8.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S6完成后，还包括步骤S7外观检查：对零件喷涂表面进行外观检查，在自然散射光或反射光线下使用5～10倍放大镜目视检查涂层外观，光的照度不低于300lx，喷涂后的零件需涂层完整，表面均匀连续、无裂纹、剥落、分层和边缘翘起等缺陷，否则零件喷涂不合格。
9.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：在步骤S5中进行喷涂时，用干净的压缩空气对零件进行冷却，其气流方向应不得妨碍喷涂粒子的流动。
10.如权利要求1所述的用于涡轮叶片的NiCrAlY抗氧化涂层喷涂方法，其特征在于：所述步骤S3中，所使用的白刚玉砂为24#～80#白刚玉砂。
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