[发明专利]一种复杂零件的外表面超音速喷涂涂层的制备方法

说明书

本发明所述复杂零件的外表面超音速喷涂涂层的制备方法，主要步骤有：清除复杂零件外表面油污；对非喷涂面用工装进行保护；对需要喷涂的复杂零件外表面进行喷砂处理，使零件喷涂面露出新鲜表面并粗化；最后超音速喷涂：复杂零件在转台上高速旋转的情况下，通过调整不同面的搭结面宽度和喷枪移动速度及角度，从而在零件表面喷涂上均匀的涂层，涂层厚度在±0.03之内，结合力大于70MPa，涂层硬度Hv0.3大于1000。

技术领域

本发明涉及超音速火焰喷涂技术领域，特别是一种利用超音速火焰喷涂技术在复杂零件外表面喷涂WC-10Ni涂层的制备方法。

背景技术

目前，超音速火焰喷涂技术主要有用氧气作为助燃剂的HVOF和用空气作为助燃剂的HVAF两种。

HVOF是以燃料航空煤油与助燃剂(O2)以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气(Ar或N2)，定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于零件上形成涂层。在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，即约1520m/s，最高可高达2400m/s(具体与燃烧气体种类，混合比例，流量，粉末质量和粉末流量等有关)。粉末撞击到零件表面的速度大约为550-760m/s，因此形成孔隙率低、与基体材料结合强度高的高质量涂层，正因为有这些技术优势，目前在各行业中的应用越来越广泛。

HVOF喷涂WC-10Ni 涂层由于硬度高，涂层硬度HV0.3大于1000，在复杂表面上非常难加工，还要求在喷涂过程去控制涂层厚度的均匀性（±0.05mm），从而直接达到零件的图纸或规范要求，尽量避免涂层的后加工，提高零件的制作效率，降低成本。

现有复杂零件外表面涂层的喷涂方法多采用仿型喷涂，在同一零件上喷涂时，搭结面宽度、走枪速度都是固定值，因此很容易造成零件的涂层不均匀，尤其是外表面不规则的复杂零件的涂层更加不均匀，需进行涂层后加工，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种：通过喷涂工艺的参数调整，主要调整在同一零件喷涂时的搭结面宽度及喷枪移动速度，有效解决复杂零件外表面喷涂涂层的不均匀性问题，从而达到降低生产成本、提高生产效率的目的的复杂零件的外表面超音速喷涂涂层的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述复杂零件的外表面超音速喷涂涂层的制备方法，其特点是包括如下步骤：

（一）、清除复杂零件外表面油污和对非喷涂面用工装进行保护；

（二）、对需要喷涂的复杂零件外表面进行喷砂处理，使复杂零件的喷涂面露出新鲜表面并粗化；

（三）、把复杂零件在卧式转台上夹紧，以便于轻松而平稳地转动零件；

（四）、选择和设置超音速喷涂的工艺参数，对喷涂面进行热喷涂：根据复杂零件不同喷涂面的情况，选择和设置热喷涂的工艺参数，并根据喷涂面的正常面和交结处面的情况调整相应的搭结面宽度和喷枪移动速度，从而在对喷涂面进行热喷涂时，能在转台上高速旋转的复杂零件外表面喷涂上均匀的涂层，涂层均匀性在±0.05mm内，结合力大于70MPa，硬度HV0.3大于1000，涂层孔隙率小于1%。

本发明采用在同一复杂零件喷涂时，根据正常面和交结处面的情况采用不同的搭结面宽度、喷枪移动速度（走枪速度），从而达到涂层的均匀性要求。正常面指的是正常的弧型面和平面，交结处面是指弧型与弧型、弧型与平面的交结处面。所述调整不同的搭结面宽度和喷枪移动速度是：在复杂零件外表面的弧型面和平面喷涂时，采用搭结面宽度为4mm，走枪速度为20mm/s；

在复杂零件外表面的弧型与弧型、弧型与平面的交结处面喷涂时，采用搭结面宽度为4mm，走枪速度为30mm/s；或者采用搭结面宽度为6mm，走枪速度为20mm/s。