[发明专利]一种机械零件密封涂层的制备方法

说明书

技术领域

本领域属于机械加工领域，尤其涉及一种机械零件密封涂层的制备方法。

背景技术

泄露是机械设备常产生的故障之一。造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄露。减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露的阻力。

密封是防止流体或固体颗粒从相邻结合面间泄露以及防止外界杂质(如灰尘与水分等)侵入机器设备内部的零部件或措施。常用的密封形式有垫片密封、O型圈密封、石棉扭绳密封、螺纹密封及机械密封等等。对于有相对运动的旋转机械密封主要采用机械密封形式。机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。机械密封经常由于外来杂质、颗粒磨损密封面，摩擦过热破坏密封材料，密封面配合超差等原因失效，发生泄漏。如何改善润滑条件，从而达到控制摩擦、减少磨损的目的，是提高密封可靠性的关键问题。

目前，常用的工艺是采用热喷涂技术制备机械密封涂层，热喷涂是以一定形式的热源将喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，并用高速气流使其雾化，高速喷射到工件表面形成一层牢固的涂层的一种表面加工技术。采用热喷涂技术制备的可磨耗自润滑涂层，具有良好的导电导热性和较低的摩擦系数，因其具有较好的可磨耗性，作为机械密封涂层可有效降低密封配合间隙。

但是，由于密封面通常存在一个或多个环形密封沟槽，在喷涂加工过程中密封沟槽又不能被涂层覆盖，所以在喷涂加工前处理时，需对密封沟槽进行防护。现阶段，工程实际中常以铁丝或铁皮缠绕的方法对密封沟槽进行防护，可磨耗自润滑涂层为软质涂层，涂层内部疏松，涂层内聚强度低，在防护材料去除时，沟槽边缘处的涂层极易发生剥落现象，影响密封涂层的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械零件密封涂层的制备方法，本发明提供的制备方法能有效解决沟槽边缘涂层易剥落的现象。

本发明提供一种机械零件密封涂层的制备方法，包括以下步骤：

A)将n层胶带缠绕在零件的密封沟槽上，实现密封沟槽的防护；

B)将所述零件的外表面进行粗化，得到粗化的零件；

C)在所述粗化的零件上喷涂粘结涂层，然后去除至少一层附着有粘结层的胶带；

D)在步骤C)喷涂有粘结层的零件上喷涂工作涂层，所述胶带上的附着的涂层每次达到临界厚度，去除一层附着有涂层的胶带，直至完成工作层的喷涂；

其中，n≤N+3且n≥N-3和δ/δ_c中较大的一个；

N为h/θ的整数部分，θ为每层胶带厚度，h为密封沟槽的深度，δ为工作层厚度，δ_c为临界厚度，所述临界厚度为当工作层测试涂层受到剪切力作用时，涂层边缘能够保持完整的最大涂层厚度。

优选的，所述胶带为高温胶带。

优选的，N-1≤n≤N+1。

优选的，所述临界厚度按照以下方法测试得到：

将多条胶带平行粘贴至粗化的零件上，所述胶带之间的距离为3～10mm，将工作层喷涂至粘贴有胶带的零件表面，每喷涂10～20μm厚度的涂层，去除一层胶带，直至工作层边缘出现破损，则上一胶带取下时涂层的厚度即为临界厚度。

优选的，所述步骤D)具体包括：

在喷涂有粘结层的表面喷涂工作层，所述胶带上的涂层每次达到临界厚度时，停车冷却工作层，在冷却的过程中去除至少一层胶带，直至完成工作层的喷涂。

优选的，所述沟槽的宽度比所述胶带的宽度大0.05～0.1mm；

所述胶带的长度比沟槽的长度大2～3。

优选的，所述步骤B)中的粗化具体包括以下步骤：

将零件的外表面进行喷砂处理，得到粗化的零件。

优选的，所述步骤B)完成粗化后表面粗糙度为Rz3.2～12.5。

优选的，所述粘结涂层的材质为Al/Ni粉体；

所述喷涂粘结层的方法为氧-乙炔火焰喷涂或等离子喷涂。

优选的，所述工作涂层的材质为Ni/C粉体；

所述喷涂工作层的方法为氧-乙炔火焰喷涂或等离子喷涂。