一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法技术

一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，包括下述步骤：将喷涂粉末烘干；对飞机起落架材料300M钢进行860℃±20℃，保温时间60min±10min，油冷的淬火，随后进行310℃±10℃，保温时间2h，空气冷却，回火两次；采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术对预处理和喷砂处理的基体表面进行预热后喷涂WC-10Co4Cr粉末，形成具有耐磨耐腐蚀性能的涂层；对活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备的涂层在800-1100℃真空烧结炉中保温60-90min进行热处理，进一步提高涂层与基体的结合强度。本发明专利技术喷涂工艺简单，可适用于大量喷涂粉末及相应工件，操作灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机起落架活塞杆等零部件涂层
，具体涉及一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的喷涂方法
技术介绍
飞机起落架是飞机的关键部件，在飞机中起承重、缓冲、滑跑滑行制动和操纵等作用。统计显示，70％以上的航空飞机事故，都是发生在飞机起飞与降落的时候。飞机起落架高强度钢服役环境的复杂性，除了承受很大的载荷和强烈的冲击外，还须承受严重的摩擦磨损和腐蚀，这些问题严重影响了飞机的可靠性、安全性和寿命，往往需对其表面进行涂覆处理，以提高零件的耐磨、耐蚀等特殊的性能。传统的飞机起落架表面防护采用表面电镀硬铬处理，但由于其是一种高污染、非环保技术，且涂层使用过程中发现其耐磨、耐腐蚀性能差，存在氢脆风险，降低了起落架材料的疲劳性能，无法满足民用飞机对高性能、环保型涂覆层技术要求。目前，采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备碳化钨基涂层替代电镀硬铬对飞机起落架钛合金及超高强度钢的表面防护成为研究的热点。然而超音速火焰喷涂技术(HVOF)喷涂碳化钨基涂层过程中，过高的温度和氧化性气氛会导致WC颗粒的氧化和脱碳分解，涂层中往往会出现WOX，W2C，单质W和Co6W6C等脱碳产物，严重降低了涂层的硬度、耐磨性、结合强度等性能。因此，对于飞机起落架零部件，需要一种新型喷涂方法降低喷涂火焰温度的同时提高喷涂粒子速度，从而获得高性能、低成本的飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有超音速火焰喷涂技术制备飞机起落架用涂层的脱碳和耐磨耐腐蚀性能差等问题，提供一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的喷涂方法，具有生产成本低，且涂层硬度高，孔隙率低等特点。本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)对预处理后的起落架用300M钢进行喷涂，对制备的WC-10Co4Cr涂层进行热处理，具体包括下述步骤：步骤1：粉末预处理将粒度分布为15-30μm的WC-10Co4Cr粉末在60-80℃的烘箱中烘干4-6小时。步骤2：飞机起落架材料(300M钢)预处理将300M钢试样在865℃±10℃下进行淬火；将淬火后的300M钢试样在310℃±10℃下进行2次回火。随后对试样表面用丙酮除油清洗，采用24号白刚玉砂以0.3±0.02MPa的压力进行喷砂处理。步骤3：活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备涂层采用活性燃烧超音速火焰喷涂(AC-HVAF)在不送粉的条件下对喷砂处理后的飞机起落架材料(300M钢)表面喷涂一道次进行预热，使300M钢试样温度达到100±10℃。基体预热后，开启送粉，将WC-10Co4Cr粉末颗粒表面熔融后，喷涂沉积于预热后的飞机起落架材料(300M钢)表面，每喷涂道次为15-20μm厚，形成具有耐磨耐腐蚀性能的涂层。喷涂过程中，试样背面采用压缩空气进行冷却，控制基体温度在180℃以下。步骤4：涂层后处理对活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备的涂层在800-1100℃真空烧结炉中进行热处理。本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，对飞机起落架材料300M钢进行860℃±20℃，保温时间60min±10min，油冷的淬火，本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，对淬火后的飞机起落架材料300M钢试样进行310℃±10℃，保温时间2h，空气冷却，回火两次。本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，活性燃烧超音速火焰喷涂(AC-HVAF)丙烷流量为65～100L/min，丙烷压力为0.6-0.8MP；空气流量为300～350L/min，空气压力为0.6-0.7MP；喷涂距离为180-240mm；送粉速率为40-80g/min；喷枪移动速度为0.5-2m/s。本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备的飞机起落架用涂层厚度为100-150μm。本专利技术一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，对活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备的涂层热处理温度为800-1100℃，保温时间60-90min。本专利技术和现有技术相比较，具有如下优点：1、一种新型活性燃烧超音速火焰喷涂技术，实现了喷涂焰流温度低和粉末粒子飞行速度快，喷涂时的粒子速度超过700m/s，降低了粉末在火焰中停留时间和粉末熔粒与周围大气接触时间，从而抑制在喷涂过程中喷涂粉末的分解、脱碳和氧化，没有层状结构出现。改善了涂层与工件之间的应力状态，可大大提高涂层与工件的结合强度。2、本专利技术中喷涂前的粉末预处理和喷涂工件前期热处理等工序改善了涂层与工件的润湿性，可大大提高涂层与工件的结合能力。3、对活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)制备的涂层进行热处理，能消除涂层中的非晶相，降低涂层中的残余应力，提高涂层的硬度和耐磨性。4、本专利技术喷涂工艺简单，可适用于大量喷涂粉末及相应工件，操作灵活。附图说明附图1为本专利技术实施例制备的涂层与基体结合状况图片。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法作进一步的说明。选用的基体材料选用飞机起落架用300M钢。首先，将300M钢在865℃条件下真空炉中保温60min后，通过油冷快速冷却；再对经过淬火的300M钢放入真空炉中在310℃条件下保温120min后，随空气冷却至室温，相同回火工艺进行两次。300钢试样经过淬火和两次回火后，对其表面用丙酮除油清洗，并采用24号白刚玉砂以0.3MPa的压力进行喷砂处理。采用粒度分布为15-30μm的WC-10Co4Cr粉末作为喷涂粉末，喷涂前将粉末在80℃的烘箱中烘干4，小时，然后采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术(AC-HVAF)对WC-10Co4Cr粉末进行喷涂。喷枪点火后，在不送粉的条件下对喷砂处理后的飞机起落架材料(300M钢)表面喷涂一道次进行预热，使300M钢试样温度达到100℃左右。基体预热后，开始送粉喷涂，将WC-10Co4Cr粉末颗粒表面熔融后，喷涂沉积于预热后的飞机起落架材料(300M钢)表面，每喷涂道次控制在15-20μm厚，以防止应力过大，影响涂层的结合强度。喷涂过程中，试样背面采用压缩空气进行冷却，控制基体温度在180℃以下，避免基体过烧，恶化其性能。喷涂过程中的喷涂工艺参数，燃气丙烷的流量为80L/min，压力为0.68MP；空气流量为320L/min，压力为0.65MP；喷涂距离为180-240mm，送粉速率为55g/min，喷枪的移动速度为1m/s，喷涂涂层的厚度为150μm。喷涂制备的涂层试样，在真空烧结炉中进行热处理，热处理温度为900℃，保温时间为60min。对经过热处理的涂层与基体结合状况见附图1，对其进行测试得到，涂层的硬度高达1347HV0.3，孔隙率为0.62％，结合强度为68MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤1：粉末预处理将粒度分布为15‑30μm的WC‑10Co4Cr粉末在60‑80℃的烘箱中烘干4‑6小时；步骤2：飞机起落架材料预处理将300M钢试样在865℃±10℃下进行淬火；将淬火后的300M钢试样在310℃±10℃下进行2次回火。随后对试样表面用丙酮除油清洗，采用24号白刚玉砂以0.3±0.02MPa的压力进行喷砂处理；步骤3：活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备涂层采用活性燃烧超音速火焰喷涂在不送粉的条件下对喷砂处理后的飞机起落架材料(300M钢)表面喷涂一道次进行预热，使300M钢试样温度达到100±10℃。基体预热后，开启送粉，将WC‑10Co4Cr粉末颗粒表面熔融后，喷涂沉积于预热后的飞机起落架材料(300M钢)表面，每喷涂道次为15‑20μm厚，形成具有耐磨耐腐蚀性能的涂层；喷涂过程中，试样背面采用压缩空气进行冷却，控制基体温度在180℃以下；步骤4：涂层后处理对制备的涂层在800‑1100℃真空烧结炉中进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤1：粉末预处理将粒度分布为15-30μm的WC-10Co4Cr粉末在60-80℃的烘箱中烘干4-6小时；步骤2：飞机起落架材料预处理将300M钢试样在865℃±10℃下进行淬火；将淬火后的300M钢试样在310℃±10℃下进行2次回火。随后对试样表面用丙酮除油清洗，采用24号白刚玉砂以0.3±0.02MPa的压力进行喷砂处理；步骤3：活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备涂层采用活性燃烧超音速火焰喷涂在不送粉的条件下对喷砂处理后的飞机起落架材料(300M钢)表面喷涂一道次进行预热，使300M钢试样温度达到100±10℃。基体预热后，开启送粉，将WC-10Co4Cr粉末颗粒表面熔融后，喷涂沉积于预热后的飞机起落架材料(300M钢)表面，每喷涂道次为15-20μm厚，形成具有耐磨耐腐蚀性能的涂层；喷涂过程中，试样背面采用压缩空气进行冷却，控制基体温度在180℃以下；步骤4：涂层后处理对制备的涂层在800-1100℃真空烧结炉中进行热处理。2.根据权利要求1所述的一种飞机起落架用耐磨耐腐蚀涂层的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马运柱，刘阳，刘文胜，蔡青山，孟尚儒，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43