[发明专利]一种基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法，其首先获得叶轮的投影图，并在二维图中以明暗程度体现出不同位置的紫外光照射剂量，选择叶轮旋转的转速，在紫外光照射叶轮的同时对叶轮进行旋转，此时叶轮周围的陶瓷前驱体会在叶轮表面进行固化，接着将表面带有固化层的叶轮取出进行烧结，最终得到表面带有陶瓷涂层的叶轮。该方法涂覆均匀，操作简单，剩余陶瓷前驱体可重复使用。

技术领域

本发明涉及叶轮表面处理领域，尤其涉及一种基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法。

背景技术

叶轮在机械领域应用非常广泛，属于机械行业中必不可少的部件之一。但是其使用条件比较恶劣，比如冲击力大，腐蚀性大，这使得对叶轮表面进行保护显得尤为重要。大量实践表明，表面涂覆涂层是提高材料耐磨防腐性能中最有效、最常用的一种方法。在涂层材料的选择上，陶瓷涂层由于具有：附着力大，远远高于普通涂层，这种较高附着力，可有效避免涂层下产生腐蚀，消除了传统材料存在的涂层脱落现象。

目前，现有对叶轮表面进行陶瓷涂覆存在以下局限：

1)叶片与前后盖板之间的缝隙涂覆不完全；

2)涂层涂覆不够均匀；

3)涂层材料制作复杂；

4)涂覆操作复杂；

5)材料浪费严重。

因此，为了更好地对叶轮表面进行陶瓷涂覆，必须找出一种方法解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法以及制备装置，它利用3D打印陶瓷前驱体再烧结转为陶瓷的方法来对叶轮表面进行陶瓷涂层的覆盖。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法，其以叶轮的初始摆放位置开始，得出该初始位置下，叶轮在投影仪角度的投影图。并在二维图中以明暗程度体现出不同位置的紫外光照射剂量，选择叶轮旋转的转速，在紫外光照射叶轮的同时对叶轮进行旋转，此时叶轮周围的陶瓷前驱体会在叶轮表面进行固化，接着将表面带有固化层的叶轮取出进行烧结，最终得到表面带有陶瓷涂层的叶轮。

在本申请的一些实施例中，基于立体成型的叶轮陶瓷涂层的制备方法，具体为：

1)根据叶轮三维结构计算不同位置下的紫外光照射剂量，通过轴向计算层析成象技术制作二维投影图；

2)配制陶瓷前驱体溶液；

3)在储料筒中倒入陶瓷前驱体，并将叶轮浸入陶瓷前驱体溶液中加以固定；

4)打开投影光源的同时开始以一定转速旋转储料筒；

5)固化完成后取出叶轮进行表面清理；

6)对未完全固化部分进行二次固化；

7)完成烧结。

在本申请的一些实施例中，所述陶瓷前驱体为正丙醇锆或聚碳硅氮烷和甲基丙烯酸按照体积分数2∶1混合，并加入1wt.％的光敏引发剂，配制成型陶瓷前驱体溶液。

在本申请的一些实施例中，所述储料筒的转速优选为30转/秒。

在本申请的一些实施例中，当所述陶瓷前驱体为正丙醇锆和甲基丙烯酸混合时，所述烧结程序为先以1℃/min加热到600℃保温1h，再以5℃/min加热到1200℃保温2h。

在本申请的一些实施例中，当所述陶瓷前驱体为聚碳硅氮烷和甲基丙烯酸混合时，以1℃/min加热到600℃保温1h，再以10℃/min加热到1500℃保温2h，接着自然冷却这样的烧结参数进行烧结，得到SiCN陶瓷涂层。