[发明专利]用于喷涂工艺的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮叶片的喷涂工艺的方法和装置。

背景技术

气体涡轮发动机包括一个或多个从可旋转的毂径向向外延伸的涡轮叶片。每个叶片均具有与毂内的槽接合的叶片根部和跨工作介质气体流动路径而径向延伸的气翼。涡轮叶片还包括位于叶片根部和气翼之间的平台。在发动机操作期间，涡轮叶片部分(例如气翼)与工作介质气体直接接触。因而，气翼可能会由于在发动机操作期间气体的高温而遭受损伤。

通常，在暴露给工作介质气体的叶片的翼剖面上施用保护涂层，以便改善其抗高温性和/或抗磨损性。使用常规的喷涂技术对涡轮叶片进行喷涂可能会在很大区域上以高沉积率形成厚涂层。这种喷涂方法的示例包括大气等离子喷涂(APS)、高速氧燃料喷涂(HVOF)、电弧喷涂，等等。

在对涡轮叶片的喷涂应用中，那些不希望涂覆的区域应当通过控制过喷的结构性措施和工艺保护起来。由于喷涂点的尺寸大小，造成机械已加工表面上喷涂材料沉积。该喷涂材料的沉积被称作过喷。因此，与喷涂应用联系起来使用涂装夹具以帮助覆盖需要被保护以免过喷的叶片根部是一种常见做法。

US20070110910公开了一种适于对涡轮叶片的过喷区域进行覆盖的装备。该安装装置是限定了内部的盒状结构，其中该内部具有接纳涡轮叶片的开口。涡轮叶片被插入到安装装置的内部中，使得该涡轮叶片的根部被该内部围绕。遮蔽层被布置在该内部的边缘与毗邻该叶片根部的叶片区域部分之间，使得该根部区域被完全遮蔽以避免过喷。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于保护涡轮叶片的叶片根部避免过喷的改进的覆盖措施。

上述目的通过如权利要求1所述的方法以及如权利要求11所述的装置(或称布局或布置结构，arrangement)得以实现。

在独立权利要求中对本发明进行了阐述和表征，同时在从属权利要求中对本发明的其它特征进行了描述。

本发明的根本思路是提供一种覆盖物，以便在喷涂期间保护涡轮叶片的叶片根部，从而避免喷涂沉积。对叶片根部进行覆盖的柔性材料片材的使用有助于沿着叶片根部周界来放置该片材，从而提供改进的覆盖。材料的柔性使得其易于将该片材成形为叶片根部的形态，从而紧密地覆盖叶片根部。这减少了在叶片根部与片材之间留下任何间隙的可能性，这转而又防止了在叶片根部上的喷涂沉积。

根据本文中的实施例，片材被定位在叶片根部上，使得该片材接触位于气翼和该叶片根部之间的平台。这避免了在毗邻平台的叶片根部的表面区域上(在该处最可能发生沉积)的任何涂层喷涂沉积。

根据本文中的实施例，片材被放置在叶片根部上，使得该片材在叶片根部周围形成周向封闭结构。这提供了对叶片进行喷涂而不必考虑任何喷涂方向的灵活性。

根据本文中的另一个实施例，该方法提供了将片材互锁在叶片根部周围的连接机构。这防止了片材从其在叶片根部周围的位置中移位。

根据本文中的另一个实施例，将粘结带设置在位于片材和气翼之间的叶片根部上。这有助于对叶片根部和气翼之间可能存在的甚至很窄的间隔进行密封。

本文中的另一个实施例包括：提供具有开口的盒，该开口接纳带有片材的叶片根部，其中该开口被布置成，当叶片根部被插入到盒中时，该开口封闭叶片根部周围的容积；以及，将该叶片根部插入到盒中，使得该叶片根部被该盒包围。尺寸大小和构形使得易于将叶片放入到盒中，从而提供了改善的掩蔽，这是因为喷涂物在沉积到片材之前先沉积到盒上，由此减少了可能沉积在片材上的喷涂物量。

根据另一个优选实施例，该柔性材料是弹性材料。该材料的弹性施加张力，从而提供了该片材在叶片根部表面上的紧密配合。

根据另一个优选实施例，该柔性材料是金属。该材料易于获得，并且相对便宜。

根据另一个优选实施例，该柔性材料是聚合物材料。该材料能够很容易地对喷涂物进行清洁，因此能够很容易被重新使用，从而减少了成本。

根据另一个优选实施例，该柔性材料具有低的热膨胀系数。这防止了片材由于加热所致膨胀而导致的松弛，从而即使当喷涂工艺发生在高温环境中时也能提供良好的保护以避免过喷。