用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法
2023-09-22 17:49:45 2
專利名稱：用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法
技術領域：
本發明涉及熱噴塗塗層加工技術領域，特別是涉及有多個噴塗區域面的窄且又深的結構槽型面噴塗方法。
背景技術：
隨著航空發動機技術的發展，為了滿足發動機整體性能的要求，對其零部件的性能要求越來越高，因此發動機零部件的設計不斷推陳出新，結構更加複雜，性能不斷優化。由於結構和性能需要，航空發動機某些帶有窄V型或U型結構槽的部件需要熱噴塗塗層，以提高零部件耐磨、耐腐蝕性能等，並通過控制各噴塗區域的塗層厚度或金相組織改善其性能，滿足裝配及使用要求。在航空發動機加工領域，熱噴塗技術在航空發動機上的運用越來越多，但在傳統的航空發動機零部件加工領域，一般需要熱噴塗加工的零件，其噴塗區域僅有1-2個噴塗面，噴塗區域的結構相對簡單，易於噴塗加工，對於自動噴塗機僅需編制簡單的機械手行走程序，或者由作業人員手持噴槍上下或左右移動即可實施噴塗。但對於有3個或3個以上噴塗區域的窄且又深結構槽，如深/寬比大且寬度小的V型或U型結構槽，採用現有技術常規的噴塗工藝方式難以噴塗覆蓋完所有需要噴塗的區域，如U型結構槽的槽底與槽壁轉接過渡區域，更談不上對各區域的塗層厚度進行控制。因此，航空發動機生產實踐急需提供一種能夠對具有多個噴塗區域的窄深結構槽型面進行噴塗加工的方法，以滿足航空發動機技術發展對其零部件性能越來越高的要 求。
發明內容
針對現有技術的航空發動機零部件熱噴塗加工的技術現狀，本發明的目的旨在提供一種用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法，以達到有效控制各噴塗區域塗層厚度和塗層金相組織，滿足航空發動機技術發展對其零部件性能提出的要求。本發明提供的用於有多個噴塗區域面的窄深結構槽型面噴塗方法，其主要內容包括(I)根據模擬的窄深結構槽不同噴塗區域型面，確定對應不同噴塗區域型面的噴槍噴塗行走路徑，以保證每個噴塗區域都能以最大的噴塗角度噴塗，保證塗層質量和沉積效率；(2)根據窄深結構槽不同噴塗區域型面塗層厚度要求，確定噴塗不同噴塗區域型面的噴槍噴塗行走路徑的行走參數，以控制塗層厚度；(3)對於噴槍難以直接噴塗到的結構槽型面轉接過渡區域，將噴塗焰流噴射至噴塗焰流經反彈能噴塗於該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴塗O在上述技術方案中，噴塗焰流噴射方向與噴塗區域型面之間的噴射夾角最好不小於45°，以保證塗層的質量和沉積效率。
在上述技術方案中，噴塗相鄰不同噴塗區域型面的噴槍行走子路徑之間的連接最好為圓滑連接。本發明提供的用於有多個噴塗區域面的窄深結構槽型面噴塗方法，是發明人通過反覆試驗和改進開發完成的一種新的噴塗工藝方法，本發明的方法具有以下特點1、模擬噴塗區域型面仿形噴塗。在本發明的熱噴塗工藝方法中，噴槍噴塗行走的路徑不只是簡單的直線運動，而是模擬零件的噴塗區域型面圓滑動作，以保證每個區域都能以最大的噴塗角度噴塗，保證塗層質量和沉積效率。2、分段採用不同的噴塗參數。需要噴塗加工的窄深結構槽有多個噴塗面，且每個噴塗面可能會有特定的塗層厚度要求。噴槍噴塗行走的路徑是由一段一段的子路徑圓滑連接而成，針對每個噴塗面的厚度要求，每個子路徑設定相應的噴槍行走參數，以控制塗層厚度。3、利用噴塗焰流反彈噴塗。噴塗焰流噴射到結構槽噴塗面，噴塗焰流反彈無法避免。對於窄而深結構槽型面的噴塗，槽底與槽壁轉接過渡區域，由於遮蔽噴塗焰流難以直接噴塗到該區域，即使能夠塗覆，塗層厚度也難以達到要求。本發明根據反射原理，利用不可避免的噴塗焰流反彈來達到對直接噴塗不能噴塗到的區域進行噴塗，實現對窄深結構槽所有噴塗區域進行噴塗。採用本發明的工藝方法對具有多個噴塗面的窄深結構槽型面進行熱噴塗，可完整地塗覆V型槽或U型槽所有噴塗面，各噴塗區域的塗層厚度可控制在目標厚度O.1Omm內，經生產實際驗證，各噴塗區域塗層厚度控制穩定，塗層質量好，重複性高，實現了有效控制各噴塗區域的塗層厚度和塗層金相組織，通過熱噴塗提高航空發動機零部件耐磨損、耐腐蝕性能的目的。
附圖1是航空發動機後風扇機匣上的窄深結構槽的斷面結構圖。附圖2是採用本發明方法熱噴塗附圖1中所述窄深結構槽型面噴槍噴塗行走路徑分段圖。附圖3是採用本發明方法按照附圖2的噴塗行走路徑分段熱噴塗附圖1中窄深結構槽各噴塗區域的工藝路線圖。附圖4是利用反彈熱噴塗附圖1中所述窄深槽轉接區域的示意圖。
具體實施例方式下面給合實施例對本發明進行具體描述，以便於所屬技術領域的人員對本發明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用於對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據上述本發明內容對本發明做出非本質性的改進和調整，應仍屬於本發明的保護範圍。實施例1本實施例熱噴塗加工的窄深槽為航空發動機後風扇機匣上的結構槽，槽的形狀結構尺寸如附圖1所示,槽深約18mm，槽底寬度約7mm，深寬比為2. 57，該結構槽所有的槽型面進行熱噴塗，底層為鎳鋁材料塗層，其中A-B平直段的塗層厚度為O. 14±0. 06mm, B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處塗層厚度為O. 16±0. 09mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉接過渡處塗層厚度均為O. 29±O. 22mm, C-D平直段的塗層厚度為O. 14±O. 06mm。面層為銅鎳銦材料塗層，其中A-B平直段的塗層厚度為O. 15±0. 07mm, B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處塗層厚度為O. 19±O. 11mm, Bl-C槽底及槽底與槽壁轉接過渡處塗層厚度均為O. 29±O. 22mm, C-D平直段的塗層厚度為O. 15±0. 07mm。噴塗工藝如附圖2所示，首先根據A-B段塗層厚度計算出的噴槍移動速度1，由A點橫向移動到B點對結構槽A-B平直段槽壁面進行噴塗，噴槍噴塗到B點後圓滑轉動噴槍噴塗方向，又根據Bl-C段塗層厚度計算出的噴槍移動速度2，由BI點橫向移動到C點對結構槽Bl-C平直段槽底面進行噴塗，噴槍噴塗到C點後圓滑轉動噴槍噴塗方向，再根據C-D段塗層厚度計算出的噴槍移動速度3，由Cl點橫向移動到D點，對結構槽C-D平直段槽壁面進行噴塗。其中B-Bl槽壁與槽底轉接過渡處和Bl-C槽底與槽壁轉接過渡處，採用如附圖3所示的反彈噴塗方式進行噴塗。底層塗層材料噴塗結束固化後，重複底層塗層材料噴塗工序，噴塗面層塗層材料。噴塗過程噴塗焰流噴射方向與噴塗區域型面之間的噴射夾角控制不小於45°。後風扇機匣上的結構槽採用本發明的噴塗方式噴塗後，不僅滿足航空發動機零部件金相要求，厚度也符合各區 域不同要求。
權利要求
1.一種用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法，其特徵在於 (1)根據模擬的窄深槽不同噴塗區域型面，確定不同噴塗區域型面對應的噴槍噴塗行走路徑，以保證每個噴塗區域都能以最大的噴塗角度噴塗，保證塗層質量和沉積效率； (2)根據窄深槽不同噴塗區域型面塗層厚度要求，確定噴塗不同噴塗區域型面的噴槍噴塗行走路徑的行走參數，以控制塗層厚度； (3)對於噴槍難以直接噴塗到的槽型面轉接過渡區域，通過將噴塗焰流噴射至噴塗焰流經反彈能噴塗於該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴塗。
2.根據權利要求1所述的用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法，其特徵在於，噴塗焰流噴射方向與噴塗區域型面之間的噴射夾角不小於45°。
3.根據權利要求1或2所述的用於有多個噴塗區域面的窄深槽型面熱噴塗方法，其特徵在於，噴塗相鄰不同噴塗區域型面的噴槍行走子路徑之間為圓滑連接。
全文摘要
本發明公開了一種用於有多個噴塗區域的窄深槽型面熱噴塗方法，其主要內容包括根據模擬的窄深槽不同噴塗區域型面，確定不同噴塗區域型面對應的噴槍噴塗行走路徑，以保證每個噴塗區域都能以最大的噴塗角度噴塗，保證塗層質量和沉積效率；根據窄深槽不同噴塗區域型面塗層厚度要求，確定噴塗不同噴塗區域型面的噴槍噴塗行走路徑的行走參數，以控制塗層厚度；對於噴槍難以直接噴塗到的槽型面轉接過渡區域，通過將噴塗焰流噴射至噴塗焰流經反彈能噴塗於該過渡區域的型面，利用焰流反彈對該轉接過渡區域型面進行噴塗。採用本發明的方法對窄深槽型面進行噴塗，各噴塗區域塗層厚度控制穩定，塗層質量好，重複性高。
文檔編號C23C4/12GK103045987SQ201210555040
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者黎紅英, 夏至, 肖康寧, 黃勳, 張軍 申請人:四川成發航空科技股份有限公司