[发明专利]一种薄壁罩体零件耐高温复合涂层及制备方法

权利要求书

1.一种薄壁罩体零件耐高温复合涂层，其特征在于，沿远离罩体零件表面的方向，依次包括喷砂层、金属粘结层、氧化锆陶瓷中间层、稀土铝酸盐陶瓷外层；

喷涂所述喷砂层时，通过控制零件内外的压力差值控制喷砂形变量，包括：

步骤1：将待喷涂罩体零件固定于防形变喷涂工装上；

步骤2：确定喷砂的工艺参数，确定工装内外螺栓对零件的压力差值，使其满足以下公式：

其中，F-内外螺栓对零件的压力差值，单位：N；

R-零件半径，单位：mm；

A-砂料粒径，单位：目；

B-喷砂压力；单位：Mpa；

C-喷砂距离；单位：mm；

D-喷砂速率；单位：cm/s；

步骤3：按步骤2确定的工艺参数在待喷涂零件上进行喷砂；

所述步骤1中，所述防形变喷涂工装包括支撑框架和固定部件；

所述支撑框架的内壁形状与罩体零件底部外形随形；所述固定部件为顶紧螺栓；所述支撑框架侧壁上均设置多个螺栓孔；

使用时，罩体零件支撑于支撑框架，顶紧螺栓穿过支撑框架侧壁上的螺栓孔将罩体零件固定在框架型腔内；调节内外顶紧螺栓预紧力，控制罩体零件内外压力差值满足喷砂工艺。

2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，喷砂层粗糙度Ra为3～8μm。

3.根据权利要求2所述的复合涂层，其特征在于，所述稀土铝酸盐陶瓷外层为将稀土氧化物与Al₂O₃、MgO采用高温固相合成得到稀土铝酸盐粉末经喷雾干燥处理得到的稀土铝酸盐喷涂粉末的大气等离子喷涂层；

所述高温固相合成的温度为1000～1600℃，时间为12～64h。

4.一种薄壁罩体零件耐高温复合涂层的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3中任意一项所述的复合涂层，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：将待喷涂罩体零件固定于防形变喷涂工装上；

步骤2：确定喷砂的工艺参数，确定工装内外螺栓对零件的压力差值，使其满足以下公式：

其中，F-内外螺栓对零件的压力差值，单位：N；

R-零件半径，单位：mm；

A-砂料粒径，单位：目；

B-喷砂压力；单位：Mpa；

C-喷砂距离；单位：mm；

D-喷砂速率；单位：cm/s；

步骤3：按步骤2确定的工艺参数在待喷涂零件上进行喷砂；

步骤4：在步骤1处理后的喷砂层上制备一层金属粘结层；

步骤5：将氧化锆喷涂粉末沉积在步骤4的金属粘结层表面得到陶瓷中间层；

步骤6：将稀土铝酸盐喷涂粉末沉积在步骤5的陶瓷中间层表面得到陶瓷外层，从而完成薄壁罩体零件耐高温复合涂层制备。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述喷砂层的工艺参数为：砂料粒径20-60目，喷砂压力0.1-0.6Mpa，喷砂距离10-50cm，喷砂速率2-20cm/s。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述金属粘结层喷涂粉末粒径为30～74μm，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为15～35L/min，氢气流量为1～8L/min，电流大小控制为500～550A，功率为20～35kW，送粉氩气流量为0.5～3.5L/min，送粉速度为30～80g/min，喷涂距离为60～120mm。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，所述氧化锆喷涂粉末粒径为35～64μm，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为25～45L/min，氢气流量为5～15L/min，电流大小控制为500～600A，功率为25～45kW，送粉氩气流量为0.5～3.5L/min，送粉速度为30～80g/min，喷涂距离为80～120mm。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，所述稀土铝酸盐喷涂粉末粒径为20～80μm，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为25～45L/min，氢气流量为5～15L/min，电流大小控制为500～600A，功率为25～45kW，送粉氩气流量为0.5～4.0L/min，送粉速度为30～80g/min，喷涂距离为80～120mm。