[发明专利]转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层及其制备方法，所述封严涂层为高强度金属陶瓷涂层，由以下原料按照重量百分比的重量百分比制备而成Ni粉：Cr粉：Cr₃C₂粉＝1：1：(2.5‑5)；其中Ni粉、Cr粉和Cr₃C₂粉的初始粒径均为0.5μm；本方法通过将镍铬‑碳化铬粉进行喷雾造粒、用超音速等离子设备制备封严涂层、将涂层加工成预期的厚度等过程制备封严涂层，有效的解决了现有技术中封严涂层在润滑油和航空煤油状况下转子发动机涂层寿命短，密封失效、无法用实际工况来验证涂层失效的问题，具有步骤简单、易于实现的特点。

技术领域

本发明涉及封严涂层制备技术领域，具体涉及转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层及其制备方法。

背景技术

转子发动机在高速运动过程中，转子和缸体之间承受周期性高频非均匀载荷，导致转子端面与缸体、转子边缘与缸体承受冲击疲劳载荷，同时缸体中润滑油与燃油共存、高低温复合，工况十分复杂封严难度大；镍铬-碳化铬涂层耐磨性能好，与转子尖端金属陶瓷涂层组成摩擦副在润滑油环境中可形成反应膜，降低了金属陶瓷涂层表面的压应力和切应力，形成流体润滑，使得摩擦系数和磨损率都显著降低粒子飞行速度高，NiCrCr₃C₂与基体的界面结合强度好；与铝合金基体的热膨胀系数匹配，不易产生缺陷和失效；耐腐蚀性能好；

针对目前转子发动机存在的技术难点，如受热不均匀：进油口处温度较高，要求涂层有较好的高温强度；工况复杂：燃油和润滑油混合油环境，要求涂层较好的抗腐蚀性能；转速快：7000r/min，对涂层的耐磨损性能和抗接触疲劳性能要求高；面对目前的难点，急需解决转子发动机封严涂层的材料问题和制备工艺问题，从而保证发动机缸体的正常使用；

专利号为113308690A的专利公开了一种用于发动机轴瓦的自润滑耐磨涂层制备方法的专利；所述自润滑耐磨涂层由TiC和NiCr复合粉体制备而成；得到的自润滑耐磨涂层耐磨性能好，涂层与基材结合强度高；但通过该工艺制备的涂层在表面容易产生硬质相颗粒的剥落，进而引起涂层的失效；

因此亟需设计一种转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层，来解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层及其制备方法，本方法通过将NiCrCr₃C₂进行喷雾造粒、用超音速等离子设备制备封严涂层、将涂层加工成预期的厚度等过程制备封严涂层，有效的解决了现有技术中封严涂层在润滑油和航空煤油状况下转子发动机涂层寿命短，密封失效、无法用实际工况来验证涂层失效的问题，具有步骤简单、易于实现的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

转子发动机内缸用高接触疲劳性能封严涂层的方法，包括步骤

S1.将初始粒径均为0.5μm的Ni粉，Cr粉和Cr₃C₂粉按照质量比为1：1：(2.5-5)进行配比，配比后通过湿磨的方式混合均匀；

S2.将混合后的混合粉在喷雾造粒塔中以酒精作为溶剂进行喷雾干燥，得到造粒后的NiCrCr₃C₂粉末；

S3.将所用ZL01A的基体表面抛光，使其表面粗糙度为Ra 0.4-Ra 0.9；

S4.将步骤S3得到的ZL01A的基体表面进行喷砂处理；

S5.用超音速等离子设备制备涂层NiCr-Cr₃C₂涂层；

S6.喷涂一个周期后将试样取出，测量喷涂厚度，直至涂层的厚度为0.45-0.6mm时，停止喷涂；