一种燃机叶片的喷涂工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种燃机叶片的喷涂工艺，通过对叶片喷涂底+中+顶三层涂层，底层涂层的作用：底层材料是和叶片一样的镍基合金材料，起到防止基材氧化腐蚀的作业，中层涂层的作用：中层涂层粗糙度很高，起到加强顶层结合强度的作业，顶层涂层的作用：顶层是陶瓷涂层，起到耐热腐蚀，热冲击的作业，同时顶层涂层喷涂了两种陶瓷涂层，最后一层陶瓷涂层是光滑陶瓷涂层，使整体涂层表面粗糙度降低，使气体流通更流畅，降低功耗的作用；本工艺中还对叶片进行了热处理，提高叶片材质和涂层的性能，提高叶片的使用寿命；通过该工艺适合对叶片的涂层进行批量加工，同时通过本工艺提高叶片的涂层的合格质量，叶片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种燃机叶片的喷涂工艺
本专利技术设计一种喷涂工艺，具体涉及一种燃机叶片的喷涂工艺。
技术介绍
燃气轮机（GasTurbine）是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机；燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor）和燃气涡轮（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。从涡轮中排出的废气排至大气自然放热。这样，燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能，又把部分热能转变成机械能。通常在燃气轮机中，压气机是由燃气涡轮膨胀做功来带动的，它是涡轮的负载。在简单循环中，涡轮发出的机械功有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械功用来驱动发电机。在燃气轮机起动的时候，首先需要外界动力，一般是起动机带动压气机，直到燃气涡轮发出的机械功大于压气机消耗的机械功时，外界起动机脱扣，燃气轮机才能自身独立工作。燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。燃气轮机中的涡轮和叶轮中设有叶片，在叶片工作过程中由于长时间的高温，导致叶片会损伤，还会出现一定的化学侵蚀，因此不仅紧紧需要对叶片本身的材质进行改变，还可以在叶片上增加保护涂层对叶片进行处理，才可以保证燃气轮机的使用寿命。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种燃机叶片的喷涂工艺,通过对叶片喷涂底+中+顶三层涂层，底层涂层的作用，底层材料是和叶片材质相同的材料，起到防止基材氧化腐蚀的作业，中层涂层的作用：中层涂层粗糙度很高，起到加强顶层结合强度的作业，顶层涂层的作用：顶层是陶瓷涂层，起到耐热腐蚀，热冲击的作业，同时顶层涂层喷涂了两种陶瓷涂层，最后一层陶瓷涂层是光滑陶瓷涂层，使整体涂层表面粗糙度降低，使气体流通更流畅，降低功耗的作用；本工艺中还对叶片进行了热处理，提高叶片材质和涂层的性能，提高叶片的使用寿命；通过该工艺适合对叶片的涂层进行批量加工，同时通过本工艺提高叶片的涂层的合格质量，叶片的使用寿命。技术方案：本专利技术所述的一种燃机叶片的喷涂工艺，所述修复方法包括如下步骤：1）除杂/去脂：将叶片放入空气循环炉中加热去除叶片表面的杂质，去除杂质/去除油脂后检查叶片表面喷涂区域是否合格；2）称重：将步骤1）中合格的叶片放在称重装置中进行称重，并记录；3）粗化前处理：采用遮蔽胶对叶片上的冷却孔和叶片叶顶孔的内部进行遮蔽，同时采用遮蔽胶带将叶片的叶根进行包覆，其中，遮蔽胶不能凸出冷却孔平面外；4）粗化处理：采用喷砂工艺对叶片进行粗化处理，粗化处理后的叶片表面的粗糙度≥4um；粗化处理完成后采用压缩空气去除叶片上的砂粒，粗化处理需一次完成，不可重复采用喷砂机进行粗化处理；5）去除遮蔽：去除在步骤3）中包覆在叶片的叶根上的遮蔽胶带，再采用压缩空气去除叶根位置的残留的沙粒；6）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂前检查喷涂前再次检查叶片的表面是否存在损伤、粗糙度是否达标，叶片喷涂区域的表面是否洁净；并对符合要求的叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；检查HVOF设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，HVOF设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；7）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂金属底层将步骤6）中检查合格后的叶片安装在自动化机器人的工作台上后，再启动HVOF设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成底层涂层；8）超音速火焰喷涂（HVOF）后处理超音速火焰喷涂（HVOF）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤6）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；9）大气等离子喷涂（APS）前遮蔽处理采用遮蔽胶对步骤8）处理后的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出冷却孔平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；10)大气等离子喷涂（APS）前检查检查大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否存在问题；11)大气等离子喷涂（APS）将步骤10）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成中层粘接涂层；12）大气等离子喷涂（APS）后处理大气等离子喷涂（APS）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤9）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；13）真空热处理将步骤12）处理后的叶片放入真空炉中进行热处理；14）QC检测将冷却后的叶片进行涂层QC检测；15）陶瓷涂层和光滑陶瓷顶层喷涂前的遮蔽处理采用压缩空气对叶片进行清扫，再采用遮蔽胶对步骤14）检测合格的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；16）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）前检查检查大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；17）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气的大气等离子喷涂（APS）将步骤15）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成顶层陶瓷涂层；先喷涂普通陶瓷顶层再在普通陶瓷顶层上喷涂光滑TBC陶瓷顶层；18）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）后处理陶瓷涂层和光滑陶瓷大气的大气等离子喷涂（APS）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃机叶片的喷涂工艺，其特征在于：所述修复方法包括如下步骤：/n1）除杂/去脂：/n将叶片放入空气循环炉中加热去除叶片表面的杂质，去除杂质/去除油脂后检查叶片表面喷涂区域是否合格；/n2）称重：/n将步骤1）中合格的叶片放在称重装置中进行称重，并记录；/n3）粗化前处理： 采用遮蔽胶对叶片上的冷却孔和叶片叶顶孔的内部进行遮蔽，同时采用遮蔽胶带将叶片的叶根进行包覆，其中，遮蔽胶不能凸出冷却孔平面外；/n4）粗化处理：/n采用喷砂工艺对叶片进行粗化处理，粗化处理后的叶片表面的粗糙度≥4um；粗化处理完成后采用压缩空气去除叶片上的砂粒，粗化处理需一次完成，不可重复采用喷砂机进行粗化处理；/n5）去除遮蔽：/n去除在步骤3）中包覆在叶片的叶根上的遮蔽胶带，再采用压缩空气去除叶根位置的残留的沙粒；/n6）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂前检查/n喷涂前再次检查叶片的表面是否存在损伤、粗糙度是否达标，叶片喷涂区域的表面是否洁净；并对符合要求的叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；/n检查HVOF设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，HVOF设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；/n7）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂金属底层/n将步骤6）中检查合格后的叶片安装在自动化机器人的工作台上后，再启动HVOF设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成底层涂层；/n8）超音速火焰喷涂（HVOF）后处理/n超音速火焰喷涂（HVOF）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤6）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；/n9）大气等离子喷涂（APS）前遮蔽处理/n采用遮蔽胶对步骤8）处理后的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出冷却孔平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；/n10) 大气等离子喷涂（APS）前检查/n检查大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否存在问题；/n11) 大气等离子喷涂（APS）/n将步骤10）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成中层粘接涂层；/n12）大气等离子喷涂（APS）后处理/n大气等离子喷涂（APS）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤9）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；/n13）真空热处理/n将步骤12）处理后的叶片放入真空炉中进行热处理；/n14）QC检测/n将冷却后的叶片进行涂层QC检测；/n15）陶瓷涂层和光滑陶瓷顶层喷涂前的遮蔽处理/n采用压缩空气对叶片进行清扫，再采用遮蔽胶对步骤14）检测合格的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；/n16）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）前检查/n检查大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；/n17）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气的大气等离子喷涂（APS）/n将步骤15）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成顶层陶瓷涂层；先喷涂普通陶瓷顶层再在普通陶瓷顶层上喷涂光滑TBC陶瓷顶层；/n18）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）后处理/n陶瓷涂层和光滑陶瓷大气的大气等离子喷涂（APS）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤16）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；/n19) 去除叶顶涂层的前处理/n由于动叶现场安装时需要进行打磨处理，防止打磨过程中涂层剥落，叶顶不能有陶瓷涂层，因此，在叶片除叶顶部分不采用遮蔽胶带遮蔽，其余部分均采用遮蔽胶带进行遮蔽；/n20）去除叶顶涂层/n采用喷砂工艺去除叶片叶顶的涂层；/n21）热处理/n将步骤20）中1去除叶顶涂层的叶片放入空气循环炉在此进行热处理；/n22）清理/n将步骤19）中包覆的...

【技术特征摘要】
1.一种燃机叶片的喷涂工艺，其特征在于：所述修复方法包括如下步骤：
1）除杂/去脂：
将叶片放入空气循环炉中加热去除叶片表面的杂质，去除杂质/去除油脂后检查叶片表面喷涂区域是否合格；
2）称重：
将步骤1）中合格的叶片放在称重装置中进行称重，并记录；
3）粗化前处理：采用遮蔽胶对叶片上的冷却孔和叶片叶顶孔的内部进行遮蔽，同时采用遮蔽胶带将叶片的叶根进行包覆，其中，遮蔽胶不能凸出冷却孔平面外；
4）粗化处理：
采用喷砂工艺对叶片进行粗化处理，粗化处理后的叶片表面的粗糙度≥4um；粗化处理完成后采用压缩空气去除叶片上的砂粒，粗化处理需一次完成，不可重复采用喷砂机进行粗化处理；
5）去除遮蔽：
去除在步骤3）中包覆在叶片的叶根上的遮蔽胶带，再采用压缩空气去除叶根位置的残留的沙粒；
6）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂前检查
喷涂前再次检查叶片的表面是否存在损伤、粗糙度是否达标，叶片喷涂区域的表面是否洁净；并对符合要求的叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；
检查HVOF设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，HVOF设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；
7）超音速火焰喷涂（HVOF）喷涂金属底层
将步骤6）中检查合格后的叶片安装在自动化机器人的工作台上后，再启动HVOF设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成底层涂层；
8）超音速火焰喷涂（HVOF）后处理
超音速火焰喷涂（HVOF）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤6）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；
9）大气等离子喷涂（APS）前遮蔽处理
采用遮蔽胶对步骤8）处理后的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出冷却孔平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；
10)大气等离子喷涂（APS）前检查
检查大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂设备、自动化喷涂机器人是否存在问题；
11)大气等离子喷涂（APS）
将步骤10）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成中层粘接涂层；
12）大气等离子喷涂（APS）后处理
大气等离子喷涂（APS）完成后检查叶片喷涂区域是否有桥接、裂纹、凸起的异常状态，对没有出现异常状态的叶片使用压缩空气吹扫后，再将喷涂后的叶片从工作台上取下冷却，同时将步骤9）中包覆的遮蔽胶带去除，采用百洁布清理叶片的叶根位置的残胶，待叶片冷却后采用百洁布蘸取酒精将残留在叶片上喷涂粉末清理干净，最后在采用压缩空气吹扫；
13）真空热处理
将步骤12）处理后的叶片放入真空炉中进行热处理；
14）QC检测
将冷却后的叶片进行涂层QC检测；
15）陶瓷涂层和光滑陶瓷顶层喷涂前的遮蔽处理
采用压缩空气对叶片进行清扫，再采用遮蔽胶对步骤14）检测合格的叶片的冷却孔进行遮蔽，遮蔽胶必须凸出平面外，并且保证喷涂区域中没有遮蔽胶；并对叶片的叶根采用遮蔽胶带进行包覆；
16）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）前检查
检查大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否准备完成，大气等离子喷涂（APS）设备和自动化喷涂机器人是否存在问题；
17）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气的大气等离子喷涂（APS）
将步骤15）中叶片安装在自动化喷涂机器人的工作台上后，再启动进行大气等离子喷涂设备和自动化喷涂机器人进行喷涂，使叶片表面喷涂区域上形成顶层陶瓷涂层；先喷涂普通陶瓷顶层再在普通陶瓷顶层上喷涂光滑TBC陶瓷顶层；
18）陶瓷涂层和光滑陶瓷大气等离子喷涂（APS）...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽恩，
申请(专利权)人：华瑞江苏燃机服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32