圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件及其制备方法，涂层热部件的表面气膜孔周围涂层在气膜孔流道外边缘特定方向具有沿气膜孔流道外边缘至涂层厚度稳定区域的圆滑过渡边界，所述特定方向为气膜孔流道外法线在涂层热部件表面投影方向±90°范围，涂层圆滑过渡边界半径为涂层厚度的0.5～3.5倍。本发明专利技术解决了在已有气膜冷却孔的热部件上直接制备具有圆滑过渡边界的热障涂层所面临的难题。

Coating thermal component of smooth transition boundary gas film hole and preparation method thereof

The invention discloses a coating hot part with a smooth transition boundary and a preparation method thereof. The coating around the film hole on the surface of the coating hot part has a smooth transition boundary along the outer edge of the film hole passage to the stable area of the coating thickness in a specific direction of the outer edge of the film hole passage. The specific direction is the film hole outflow passage method. The projection direction of the line on the surface of the coated hot parts is in the range of The invention solves the difficult problem of directly preparing a thermal barrier coating with a smooth transition boundary on a hot part of an existing film cooling hole.

【技术实现步骤摘要】
圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件及其制备方法
本专利技术属于涂层制备领域，特别涉及一种圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件及其制备方法。
技术介绍
随着航空发动机向高推重比方向发展，涡轮进口温度不断提高。目前，涡轮进口温度已经提升到超过高温合金使用极限的水平，为满足高温环境工作要求，需要联合使用如气膜冷却、表面制备热障涂层等多种降温隔热手段改善高温合金的服役条件。热端部件气膜孔与热障涂层的质量直接关系到涡轮热端部件的安全可靠性，目前主要有两种加工方法：一是先制备热障涂层，再用激光加工制孔，但是激光可能会引起热障涂层的剥离，造成损伤缺陷；另一种方法是先制孔，然后再制备热障涂层，但是在制备热障涂层过程中会导致严重的堵塞气膜孔。因此，发动机叶片及燃烧室无论是否带有热障涂层，其气膜孔加工一直以来都是加工难点，而在带有气膜孔的涡轮热端部件高温合金上制备热障涂层更是加工难点。另外，影响气膜冷却的因素有很多，如吹风比、气膜冷却表面曲率、气膜孔复合角和气膜孔集合结构等，其中气膜孔出口形状对冷却效率的影响最为显著，气膜孔出口边缘形状影响冷却气体是否能有效贴近热端部件表面，而只有在冷却气体贴近部件表面形成完整连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件，其特征在于，涂层热部件的表面气膜孔周围涂层在气膜孔流道外边缘特定方向具有沿气膜孔流道外边缘至涂层厚度稳定区域的圆滑过渡边界，所述特定方向为气膜孔流道外法线在涂层热部件表面投影方向±90°范围，涂层圆滑过渡边界半径为涂层厚度的0.5～3.5倍。

【技术特征摘要】
1.圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件，其特征在于，涂层热部件的表面气膜孔周围涂层在气膜孔流道外边缘特定方向具有沿气膜孔流道外边缘至涂层厚度稳定区域的圆滑过渡边界，所述特定方向为气膜孔流道外法线在涂层热部件表面投影方向±90°范围，涂层圆滑过渡边界半径为涂层厚度的0.5～3.5倍。2.根据权利要求1所述的一种圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件，其特征在于：圆滑过渡边界为沉积涂层时直接制备得到；在气膜孔流道外法线在涂层热部件表面投影的反方向±90°范围内涂层具有圆润过渡特性。3.根据权利要求1所述的一种圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件，其特征在于：气膜孔内流出气体在特定方向范围内具有贴壁性。4.圆滑过渡边界气膜孔的涂层热部件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用高能等离子气体加热蒸发涂层材料粉末形成气相/纳米粒子流，粒子流与高能等离子气体构成混合高速流；(2)混合高速流与热部件相互作用后的速度水平分量以平行热部件表面某一特定方向角度施加于内部具有流道、表面具有气膜孔的热部件表面，进行扫描和/或定点沉积，所述特定方向角度范围为沿气膜孔流道外法线在热部件表面投影方向±60°；(3)沉积过程中，热部件内部通入气体，由气膜孔流出，控制气膜孔内部压力使其较外部高1～1000Pa，控制气膜孔流出的气体流速使其与高速流相互作用，在气膜孔周围形成微粒子浓度梯度区，基于材料量的差别得到气膜孔周围具有圆滑过渡边界的涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠军，刘梅军，鲁延红，章梦，李广荣，李成新，李长久，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61