[发明专利]提高直升机桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法

说明书

本发明涉及提高直升机桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法，是以碳素钢为涂层基材，铁基自溶性合金粉末为涂层粘接剂材料，将硼粉(B)和石墨烯混合粉末按一定质量比与铁基自溶性合金粉混合，其质量百分比为：5％(B，石墨烯)，7％(B，石墨烯)，9％(B，石墨烯)。由本发明制得的直升机桨叶金属衬套具有较好的耐蚀性和较好的耐磨性。

技术领域

本发明涉及材料熔覆涂层技术领域，具体提供了提高直升机桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法。

背景技术

直升机桨叶一般为双销构型，桨根处通过两个突出桨叶本体的金属衬套与直升机桨榖相连。当直升机在海洋环境中长时间服役时，由于水汽和盐份同时存在，极易对衬套进行腐蚀，而暴露在空气中的衬套端面锈蚀最为严重。一旦金属衬套发生锈蚀，脱落的锈斑易积累在衬套和桨榖的连接处，造成卡涩，直升机的安全飞行存在巨大隐患。

熔覆材料体系的研究主要是加入不同类型粉末来提高熔覆涂层的性能。采用等离子熔覆所制备的金属基复合材料，一般选用陶瓷颗粒(WC)与金属粉末混合，制备各种高体积分数的颗粒增强钴基，铁基和镍基复合涂层，次涂层一般具有优良的耐磨性，而直升机桨叶金属衬套表面更需要良好的抗蚀性。石墨烯诸多优异的力学性能可以应用在熔覆材料体系中，能有效细化涂层组织；B原子质量小，可以有效降低体系熔点，提高熔池流动性和润湿性，减少气孔裂纹缺陷的产生。欲通过石墨烯和B粉的同时添加来改善涂层中的晶体组织，提高基体与涂层的冶金结合，提升涂层的抗腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的：本发明旨在提供一种提高直升机桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法，以提高直升机桨叶金属衬套的耐腐蚀性能。本发明提供的桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法，其涂层具有优异的耐蚀性，成本也低。

本发明的技术方案：提高直升机桨叶金属衬套耐蚀性的熔覆方法，在金属衬套表面熔覆耐腐蚀混合粉末，形成3mm～5mm厚度的耐腐蚀熔覆涂层；

所述混合粉末由B粉末、石墨烯和铁基自熔性合金粉末组成，B粉末和石墨烯的质量比为(2～3)：(3～2)；B粉末和石墨烯在混合粉末中的质量分数为5％～9％wt；

对金属衬套表面进行铣切加工，使得所述耐腐蚀熔覆涂蚀层的厚度为1mm～2mm。

进一步的，所述B粉的粒径为50～200目，石墨烯的粒径为50～300目，铁基自熔性合金粉末粒径为50～150目；

进一步的，所述金属衬套的材质为0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢；

进一步的，所述混合粉末为增强相，所述自熔性合金粉为涂层粘接材料；

进一步的，所述混合粉末和铁基自熔性合金粉末分别通过送粉器同时送粉，在惰性气体保护下熔覆出具有复合增强相的耐腐蚀熔覆涂层。

进一步的，B粉和石墨烯还经过预处理，步骤为：将B粉末和石墨烯在混料机中混合4～8h，混合均匀，然后进行干燥处理以除去水分，干燥温度为100～120℃，直至质量不在发生变化，干燥时间为10～12h。

进一步的，对所述金属衬套进行打磨处理，去除表面的锈迹和污渍，打磨后用酒精进行超声波清洗，最后在60～120℃温度下干燥5～10h，去除溶剂。

进一步的，所述熔覆为等离子熔覆。更具体的等离子熔覆参数为：熔覆所使用气体为氩气，工作气压为0.2-0.3MPa，冷却水压力为0.1-0.2MPa，熔覆电流为100-130A，混合粉料送粉量为8-14g\min，后送粉电压为6-12V，熔覆扫描速度为50-150mm\min，离子气流为300-800L\h，保护气流为800-1000L\h，送粉气流为300-800L\h，熔覆喷嘴与铁基表面距离为8-14mm。

进一步的，熔覆后进行退火处理，用铸铁铁硝覆盖金属衬套，密封加热到680-780℃，之后保温2-4h，然后自然冷却；