[发明专利]一种等离子喷涂制备封严涂层的方法有效
申请号: | 200910011931.0 | 申请日: | 2009-06-10 |
公开(公告)号: | CN101921979A | 公开(公告)日: | 2010-12-22 |
发明(设计)人: | 魏明霞;张鹏;史凤岭;方波;李汉运;杨树林;任大为 | 申请(专利权)人: | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 |
主分类号: | C23C4/06 | 分类号: | C23C4/06;C23C4/12 |
代理公司: | 沈阳晨创科技专利代理有限责任公司 21001 | 代理人: | 樊南星 |
地址: | 110043 *** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 等离子 喷涂 制备 涂层 方法 | ||
技术领域
本发明涉及合金防护涂层制备技术,特别提供了一种等离子喷涂制备封严涂层的方法。
背景技术
在发动机相关技术中,为减少发动机级间泄露,提高航空发动机的工作效率,转子和外环块之间通常采用封严涂层进行封严。
以某型大修机低压压气机I~IV级机匣及高压压气机I~VI级机匣等零件为例。涂层要求起中低温封严作用,设计点温度为400℃左右,受气动冲刷及叶片刮削机匣振动应力,工作介质为空气。
现有技术中无合适的技术解决相关问题,人们渴望获得满足使用要求的技术效果更好的相关涂层。
发明内容
本发明的目的是提供一种等离子喷涂制备封严涂层的方法。
本发明可以用于以喷涂某型大修机低压压气机I~IV级机匣及高压压气机I~VI级机匣等为例的这类零件。涂层起中低温封严作用,设计点温度为400℃左右,受气动冲刷及叶片刮削机匣振动应力,工作介质为空气。
本发明提供了一种等离子喷涂制备封严涂层的方法,其特征在于:使用Al/BN及NiAlW合金粉末作为原料,采用等离子喷涂方式制备涂层;具体要求如下:
所述Al/BN合金粉末用作面层材料,其成分与质量百分比含量如下:BN:18.0~25.0%,SiO2:4.0~8.0%,Al:余量;
所述NiAlW合金粉末作为底层材料,其成分与质量百分比含量如下:
Al:20.0~24.0%,Cr:1.5~4.0%,W≤2.0%,Co:0.2~1.2%,Mo:0.2~1.2%,Ti:0.2~1.0%,Ni:余量。
所述用作用作面层材料的Al/BN合金粉末的成分与质量百分比含量优选如下:BN:18.0~23.0%,SiO2:4.0~8.0%,Al:余量。
本发明所述等离子喷涂制备封严涂层的方法,其特征在于:所述以NiAlW合金粉末为原料的底层材料的厚度为0.04~0.5mm;所述以Al/BN合金粉末为原料的面层材料的厚度为1.0~4.0mm。
本发明中,所述等离子喷涂制备封严涂层还满足下述要求:
喷涂气体使用氩气或氮气;
制备底层时喷涂电流为480A~520A,氩气或氮气流量要求80ft3/h~120ft3/h,氢气流量为8ft3/h~15ft3/h,喷涂距离要求130±20mm,送粉速率为40g/min~45g/min;
制备面层时喷涂电流为380A~420A,氩气或氮气流量要求70ft3/h~120ft3/h,氢气流量为5ft3/h~15ft3/h,喷涂距离要求120±20mm,送粉速率为40g/min~50g/min。
本发明所述等离子喷涂制备封严涂层的方法中还有如下的优选要求:
所述等离子喷涂制备封严涂层使用的NiAlW合金粉末粒度要求如下:+160μm:0,+56μm:≤5%,+45μm:≤40%,-45μm:≥55%;
所述等离子喷涂制备封严涂层使用的Al/BN合金粉末粒度要求如下:+315μm:≤10%,-315~+50μm:≥82%,-50μm:≤8%。
总体而言,本发明相关的涂层质量要求为:
1)使用洛布维试验机,用Φ5钢球在62.5kgf的载荷下测量涂层硬度,压痕直径为Φ3.15mm~2.24mm时,硬度合格。
2)涂层中的BN、SiO2按实测。
本发明可以应用于发动机及相关技术中,面层与底层粉末主要用于低压压气机I~IV级机匣及高压压气机I~VI级机匣喷涂密封涂层的制备,其目的是减少发动机级间泄露量。该涂层是一种封严涂层,具有良好的可刮削性能与粘结性能,是一种优异的新型中低温封严涂层,尤其是复合型Al/BN封严涂层材料的应用,是某型发动机大修不可替代的材料。
本发明的优点:填补了技术空白,具有明显较好的技术效果。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1 NiAlW粉末涂层金相组织×200;
图2 NiAlW粉末涂层X射线衍射图;
图3 Al/BN涂层(G7批)金相组织×100;
图4 Al/BN涂层(G10批)金相组织×100;
图5 Al/BN涂层(G7批)的X射线衍射图;
图6 G7批450℃/25h的金相组织×100;
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