[发明专利]一种复合材料叶片保护方法

说明书

本发明提出了一种复合材料叶片保护方法，所述方法包括：在复合材料叶片的待保护表面涂覆底层；在底层表面涂覆中间层；在中间层表面涂覆耐冲蚀层。本发明通过在叶片表面涂覆底层提高了叶片与外部保护涂层之间的结合效果。同时采用中间层和耐冲蚀层的涂层结构，既能够保证涂层整体的抗冲刷能力，又能够提高金属保护涂层的韧性，降低了涂层开裂的可能性。

技术领域

本申请涉及航空技术领域，尤其涉及一种复合材料叶片保护方法。

背景技术

树脂基复合材料叶片是现代航空涡扇发动机减重的重要手段，但是由于符合材料本身特性的原因，在服务环境条件下，复合材料叶片前缘非常易于出现由于异物及砂砾等撞击或冲刷造成的损伤，如图1所示，O处即为意外损伤处。因此通常需要在叶片前缘安置V型金属保护壳以提高复合材料叶片的抗冲刷能力，目前常用的制造方法包括数控加工、热成型和冷喷涂等。

V型金属保护壳可以通过机加工+胶结的方法实现对复合材料叶片的保护，由于与复合材料叶片存在应变差异，而且在发动机工作过程中前缘会产生温升，V型金属保护壳会与其保护的复合材料叶片分开，二者之间的夹杂颗粒进一步加剧损伤，从而造成保护失效、叶片断裂。而且随着发动机效率的提高，叶片形状日益复杂，增加了这种方法应用的难度。

目前V型金属壳的制造方法包括数控加工、热成型。数控加工法采用棒材或模锻件进行，存在成本高、产出率低、污染环境等缺点，尤其是当加工类似金属保护壳这种薄壁、复杂形状的零件，这些缺点更加突出。热成型工艺，由于存在复合材料无法承受的高温工艺过程，因此其制造的金属保护壳无法直接覆盖于复合材料叶片表面。为此有人提出用冷喷涂技术在复合材料叶片表面直接制造金属包边，但是也存在与复合材料基体结合不好以及涂层易开裂的缺点。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种复合材料叶片保护方法。

本发明实施例提供了一种复合材料叶片保护方法，所述方法包括：

在复合材料叶片的待保护表面涂覆底层；

在底层表面涂覆中间层；

在中间层表面涂覆耐冲蚀层。

优选地，所述底层的材料为铜、镍或铜镍混合物。

优选地，所述底层的厚度为0.1mm-0.3mm。

优选地，所述中间层的材料为钛、铝、镍或钛铝镍合金。

优选地，所述中间层的厚度为0.1mm-0.5mm。

优选地，所述耐冲蚀层的材料为金属和硬质颗粒的混合物。

优选地，所述耐冲蚀层材料中的金属为钛、铝、镍或钛铝镍合金，硬质颗粒为碳化钨、碳化铬、氮化钛、硼化钛或碳化钛中的一种或几种的组合，所述硬质颗粒的含量为20wt％-40wt％。

优选地，所述耐冲蚀层的厚度为0.2mm-0.4mm。

优选地，在所述在复合材料叶片表面涂覆底层之前，所述方法还包括：对复合材料叶片进行粗化和/或敏化。

优选地，在所述在复合材料叶片表面涂覆底层之前，所述方法还包括：对复合材料叶片上的除待保护表面以外的其他区域进行密封防护。

本发明的有益效果如下：本发明通过在叶片表面涂覆底层提高了叶片与外部保护涂层之间的结合效果。同时采用中间层和耐冲蚀层的涂层结构，既能够保证涂层整体的抗冲刷能力，又能够提高金属保护涂层的韧性，降低了涂层开裂的可能性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：