[发明专利]一种考虑沉积率修正的功能梯度涂层设计方法

权利要求书

1.一种考虑沉积率修正的功能梯度涂层设计方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：确定工件表面抗冲蚀涂层的塑脆比理论值与冲击角度的对应关系；

步骤2：由步骤1的对应关系，利用塑脆比理论值作为塑脆比设定值，对工件表面进行热喷涂，测试得出工件表面在各冲击角度下的塑脆比实际值；

步骤3：由步骤2的塑脆比实际值与塑脆比设定值关系，结合步骤1的对应关系，得出抗冲蚀涂层修正的塑脆比设定值与冲击角度的对应关系，从而修正塑脆比设定值；

步骤4：由步骤3修正的塑脆比设定值，对工件表面进行热喷涂，得到修正后的塑脆比实际值，验证修正后的塑脆比实际值与理论值是否吻合；

所述步骤1具体为：利用正交试验法，测试各冲击角度[0°,90°]、各塑脆比[0,1]涂层的冲蚀率，并利用Matlab软件拟合“冲击角度-塑脆比-冲蚀率”三者关系；结合工件的冲蚀率阈值约束条件，确定工件表面抗冲蚀涂层的塑脆比-冲击角度对应关系，该塑脆比即为塑脆比理论值。

2.如权利要求1所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤2的具体步骤为：

由步骤1的对应关系，得出抗冲蚀涂层各冲击角度所对应的塑脆比理论值，利用塑脆比理论值作为双路送粉热喷涂设备的塑脆比设定值，计算得出各冲击角度下双路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的转速，进而对工件表面进行热喷涂，测试得出工件表面塑性材料和脆性材料的沉积质量，进而计算得出工件表面在各冲击角度下的塑脆比实际值。

3.如权利要求2所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤2中，送粉电机转速的得出步骤为：

根据抗冲蚀涂层的总送粉速率、双路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的送粉速率，由送粉电机转速与塑脆比设定值、总送粉速率、每一路的送粉速率的关系，计算得出各冲击角度下路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的转速。

4.如权利要求2所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤2中，塑脆比实际值的得出步骤为：

分别测量工件在热喷涂前、后的质量，得出塑性材料、脆性材料的沉积总质量；采用原子发射光谱法分析工件表面抗冲蚀涂层中的元素构成及含量；由抗冲蚀涂层中设定元素的含量，以及该设定元素在塑性材料、脆性材料中的质量占比，得出塑性材料、脆性材料的沉积质量，进而得出工件表面在各冲击角度下的塑脆比实际值。

5.如权利要求1所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤3的具体步骤为：

利用Matlab软件，导入各冲击角度下塑脆比设定值和塑脆比实际值数据，进而拟合得到塑脆比设定值和塑脆比实际值之间的函数关系；令塑脆比实际值与塑脆比理论值相等，结合步骤1中塑脆比理论值与冲击角度的对应关系，得出修正的塑脆比设定值与冲击角度的对应关系。

6.如权利要求1所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤4的具体步骤为：

由步骤3中各冲击角度所对应的修正的塑脆比设定值，计算得出各冲击角度下双路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的转速，进而对工件表面进行热喷涂，测试得出工件表面塑性材料和脆性材料的沉积质量，进而计算得出工件表面在各冲击角度下的修正后的塑脆比实际值，验证修正后的塑脆比实际值与塑脆比理论值是否吻合，若不吻合，则重复步骤3-4，直至二者吻合。

7.如权利要求6所述的功能梯度涂层设计方法，其特征是，所述步骤4中，送粉电机转速的得出步骤为：

根据抗冲蚀涂层的总送粉速率、双路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的送粉速率，由送粉电机转速与修正的塑脆比设定值、总送粉速率、每一路的送粉速率的关系，计算得出各冲击角度下路送粉热喷涂设备每一路送粉电机的转速。