[发明专利]转子发动机端盖结构、喷涂加工方法及应用

说明书

本发明属于转子发动机技术领域，涉及转子发动机端盖结构，包括端盖本体，端盖本体的内端面开设有至少一个首尾相接的环形喷涂槽，环形喷涂槽内喷涂有耐磨复合粉末；环形喷涂槽沿端盖本体周向设置；环形喷涂槽表面设有喷砂层；喷砂层表面喷涂有耐磨复合粉末；还涉及耐磨复合粉末的喷涂加工方法，喷涂加工方法包括：预处理部分，用清洗液将环形喷涂槽清洗干净；用乙炔火焰枪把环形喷涂槽表面清洗液及水分烧干；进行喷砂处理；喷涂部分：采用HVOF喷涂设备将金属陶瓷粉末喷涂于环形喷涂槽的表面，得金属陶瓷涂层。通过巧妙的结构设计，利用性能优越的耐磨复合粉末，提高转子发动机端盖的耐磨耐高温性能。

技术领域

本发明属于转子发动机技术领域，涉及转子发动机端盖结构，还涉及喷涂加工方法，以及HVOF喷涂WC-17Co在转子发动机中的应用。

背景技术

铸造铝合金广泛应用于航空结构件，由于其合金本身硬度与耐磨性不够理想，特别是在干摩擦及较高载荷的条件下，磨损形式以剥落为主，并伴随塑性变形，这将对其使用寿命造成很大影响。

现有的转子发动机端盖有一部分使用铝合金材料铸造而成，而在实际的应用过程当中，转子发动机端盖又会受到多种摩擦，包括上述所提到的干摩擦等摩擦形式，摩擦不仅造成端盖较大磨损，减少寿命，而且，摩擦会进一步导致转子发动机端盖发热，进而发生塑性变形，造成密封性能降低的后果。

WC-17Co金属陶瓷涂层因具有高硬度、低孔隙率及良好的耐磨性等特点，被广泛应用在航空、抗冲蚀磨损和磨粒磨损等工件表面强化和修复方面用耐磨材料。目前，制备WC-17Co涂层的热喷涂方法主要有火焰喷涂、等离子喷涂爆炸喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)等。HVOF喷涂具有火焰温度较低，粒子在焰流滞留时间短的特点，是制备金属陶瓷涂层良好可行的方法，特别适合喷涂碳化物金属陶瓷材料，从而获得高硬度、低孔隙率、与基体结合强度高耐磨性良好的WC-17Co涂层。

喷涂槽的设计与加工直接影响涂层与基体的结合强度，对涂层的使用至关重要。合理的喷涂槽设计，能最大程度发挥涂层的高温抗磨损性能，减小端盖端面的磨损，为发动机提供良好的密封性，是发动机长时间稳定运行的保障。

为了解决转子发动机端盖因磨损造成的上述问题，本发明提出了以下优越的技术方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种转子发动机端盖结构，不仅提高了转子发动机端盖的耐磨、耐热性能，而且进一步使得转子发动机的密封性能得以改善，同时还延长了转子发动机的使用寿命。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

包括端盖本体，所述端盖本体的内端面开设有至少一个首尾相接的环形喷涂槽，所述环形喷涂槽内喷涂有耐磨复合粉末，所述耐磨复合粉末是金属陶瓷粉末，所述金属陶瓷粉末为WC-17Co、NiCr-Cr3C2、Mo、AT20 和Mo+30％(NiCrBSi)中的一种或多种。

至少一个所述环形喷涂槽形状与转子端部转动轨迹相适应。

进一步优化的方案是，所述环形喷涂槽为一个，且环形喷涂槽开槽面覆盖整个端盖本体内端面。

或者是，所述环形喷涂槽为一个，且在端盖本体内端面上，环形喷涂槽呈8字型。

或者是，所述环形喷涂槽为两个，两个所述环形喷涂槽内外分布，内部的环形喷涂槽呈环形，外部的环形喷涂槽呈8字型。

本发明还包括，转子发动机端盖结构的喷涂加工方法，其包括以下步骤：

1)预处理部分：首先，用清洗液将环形喷涂槽清洗干净；其次，用乙炔火焰枪把环形喷涂槽表面清洗液及水分烧干，控制零件表面温度≤100℃；然后，进行喷砂打毛处理；

2)喷涂部分：采用HVOF喷涂设备将金属陶瓷粉末喷涂于环形喷涂槽的表面，即得到所述金属陶瓷涂层。