[发明专利]一种涡轮叶片的减震润滑结构

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮发动机的涡轮叶片的结构，尤其是一种涡轮叶片涂层结构，其可用于高温涡轮叶片与叶片盘减震润滑。

背景技术

CN 202370590U公开了一种现有的涡轮叶片结构，如图1、2所示，其中的涡轮叶片1包括一体形成的叶身10、平台11和榫头12。为固定涡轮叶片1，涡轮叶片1的榫头12插入到沿涡轮盘2径向布置的榫槽21中，以将涡轮叶片1固定安装在涡轮盘2上。榫头12具有一个安装侧面121和与该安装侧面121相对的后侧面122，涡轮叶片1安装到涡轮盘2上时，安装侧面121会首先进入榫槽21。涡轮叶片1的榫头12呈楔形状并具有两个对称的楔形面123、124，楔形面123、124上具有平行的凹凸结构。涡轮盘2的榫槽21具有与涡轮叶片1的榫头12形状配合的结构，用于固定安装涡轮叶片1。该现有技术通过在涡轮叶片1的平台11下方设置相应的凸台结构来解决涡轮叶片1和涡轮盘2连接不严密产生滑移错位的缺陷。

另外，US 2010178169A1也公开了一种涡轮叶片和涡轮盘之间的密封涂层，其通过在与涡轮盘的榫槽底部对应的涡轮叶片的榫头的底部设置一层涂层以提供相应的密封，并留出一定的空隙供冷却涡轮叶片的气流通过。

上述现有技术中的涡轮叶片结构虽然采用了相关的结构或涂层，但是涡轮叶片的榫头和涡轮盘的榫槽之间仍然会存在较大的安装间隙，通常情况下，榫头的楔形面和涡轮槽之间的单边间隙可达0.2mm，因此当发动机工作时，这些间隙会造成涡轮叶片在涡轮盘上晃动，从而产生较大的震动和磨损，造成安全隐患，并且由于涡轮叶片和涡轮盘需要在高温燃气流中工作，相应的部件需要承受较高的温度，通常可达到800℃左右。而上述现有技术CN202370590U中所应用的凸台结构难以承受这样的高温，其在温度不超过450℃的应用环境下尚可发挥一定的效能，应用范围局限在风扇叶片、压气机叶片，压气机导向叶片等低温部件，不能用于工作温度达800℃的高温氧化性气氛中的涡轮部件。

而上述现有技术US2010178169A1中的密封涂层乃是为了垫高榫头和榫槽之间的间隙，以便于冷却气流的通过，因此，该现有技术中的密封涂层设置于榫头底部与榫槽底部之间，该位置处的密封涂层对于位于涡轮叶片的榫头的楔形面和涡轮槽之间的间隙没有任何作用，无法抑制因该位置的间隙所产生的震动和磨损。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种涡轮叶片的减震润滑结构，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种涡轮叶片的减震润滑结构，其可满足航空发动机涡轮部件润滑和减震的双重功效，且使用温度不低于800℃。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种涡轮叶片的减震润滑结构，该涡轮叶片包括一体形成的叶身、平台和榫头，所述榫头具有一个安装侧面和与该安装侧面相对的后侧面，所述榫头呈楔形状并具有两个对称的楔形面，其中，所述两个楔形面上对称设置有两个带状减震润滑涂层区，所述减震润滑涂层区由石墨型氮化硼和镍、铬、铝、铁的混合物喷涂而成。

优选地，所述石墨型氮化硼和镍、铬混合物由如下重量份的组分组成：氮化硼5.5，铝3.5，铁8，镍69，铬14。

优选地，所述石墨型氮化硼和镍、铬混合物的粒度范围为：-120～+325目。

优选地，所述带状减震润滑涂层区宽3-10mm。

优选地，所述带状减震润滑涂层区临近所述后侧面设置。

优选地，所述带状减震润滑涂层区由所述平台向所述榫头的末端延伸，其上部靠近所述后侧面122一侧，下部延伸靠向所述安装侧面121一侧，所述带状减震润滑涂层区与所述后侧面呈8-20°夹角。

优选地，位于所述榫头的末端的所述带状减震润滑涂层区与所述后侧面之间的最小距离为3-10mm。

优选地，所述带状减震润滑涂层区的厚度为0.2~2mm。

优选地，所述减震润滑涂层区采用氧乙炔火焰喷涂形成。

优选地，所述减震润滑涂层区的氧乙炔火焰喷涂参数为：氧气压力32psi，氢气压力28psi，氧气流量70SCFH，氢气流量250SCFH，喷嘴距离涡轮叶片的距离200～300mm，送粉量60～80g/min，喷涂次数6～12次。

本发明所提供的涡轮叶片的减震润滑结构，其在涡轮叶片的榫头的楔形面上设置减震润滑区，可满足航空发动机涡轮榫头和榫槽之间的润滑和减震双重功效，且该减震润滑区采用石墨型氮化硼和镍、铬、铝、铁的混合物喷涂而成，从而可以使用于温度不低于800℃的高温环境下。

附图说明