用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，包括以下步骤：打磨处理，对试验件上用于应变计安装的安装区域进行打磨或喷砂；清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；喷涂结合层，将活性材料一喷涂在试验件的安装区域，形成结合层；喷涂预先涂层，将活性材料二喷涂在结合层上，形成预先涂层；固定应变计，将应变计固定在预先涂层上；喷涂覆盖涂层，将活性材料二在应变计的其余面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上进行分区域喷涂；结合层、预先涂层和覆盖涂层形成中间高、四周低的塔形结构涂层。本发明专利技术的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，塔形结构层用于抵御流道热气流冲刷和协调热冲击变形。协调热冲击变形。协调热冲击变形。

【技术实现步骤摘要】
用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺


[0001]本专利技术涉及高温应变计安装领域，特别地，涉及一种用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺。

技术介绍

[0002]现有航空发动机研制中，对高温部件(600℃～1000)的应力测量主要依赖于高温应变计。通过对试验件表面处理，然后进行高温火焰喷涂预制涂层，在将高温应变计固定覆盖在涂层之中。目前，高温动态应变测量主要采用高温应变计直接测量的方法，然而，动应力的测点位置处，往往受到高温焰流的冲刷和高强度的离心加速度的影响，故对喷涂层的可靠性、存活性有非常高的要求。现有专利CN 10784371A应变计的安装方法，具体公开了整套高温应变计的安装方法，其中喷涂安装高温应变计的涂层一共分结合层、预先涂层、第一覆盖层、第二覆盖层、最终涂层，共计5层，但是由于需要经过5次喷涂形成5层涂层，工艺繁琐。现有专利中没有对结合层、预先涂层、最终涂层的喷涂区域面积和厚度进行有效控制，5层涂层在抵御气流冲刷和离心力等横向力作用时，由于涂层的剪切强度较低，以及焰流热冲击过程时涂层没有足够的容限，涂层发生了快速变形，最终导致不同涂层之间发生开裂或剥离，以及涂层边缘处也发生了快速的氧化剥离，从而使得喷涂层的可靠性、存活性降低，进一步降低了高温应变计安装稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种安装高温应变计的火焰喷涂，以解决在高温动态应变测量中，高温应变计火焰喷涂的涂层可靠性差的技术问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，包括以下步骤：
[0006]打磨处理，对试验件上用于应变计安装的安装区域进行打磨或喷砂，使安装区域的表面粗糙化；
[0007]清洗处理，对试验件的安装区域进行清洗；
[0008]喷涂结合层，将活性材料一喷涂在试验件的安装区域，形成结合层；
[0009]喷涂预先涂层，将活性材料二喷涂在结合层上，形成预先涂层；
[0010]固定应变计，将应变计固定在预先涂层上，应变计的一表面贴附于预先涂层；
[0011]喷涂覆盖涂层，将活性材料二在应变计的其余面和预先涂层的未被应变计遮盖的部分上进行分区域喷涂，形成中间凸起的覆盖涂层；
[0012]结合层、预先涂层和覆盖涂层形成中间高、四周低的塔形结构涂层，塔形结构层涂层用于抵御流道热气流冲刷和协调热冲击变形。
[0013]进一步地，固定应变计具体包括以下步骤：将应变计紧贴在预先涂层上，将多条高温胶带横跨应变计并将应变计粘贴于预先涂层上，多条高温胶带平行间隔布设，相邻两条高温胶带之间形成窗口。
[0014]进一步地，喷涂覆盖涂层具体包括以下步骤：在窗口区域喷涂形成不连续的第一涂层，去除高温胶带；在预先涂层的四周边框处粘贴高温胶带，并保证第一涂层上无高温胶带，在预先涂层无高温胶带区域和第一涂层上进行喷涂，使得在第一涂层上覆盖的涂层厚度大于等于在预先涂层上覆盖的涂层厚度，以形成凹凸相间的连续的第二涂层，去除高温胶带。
[0015]进一步地，第一涂层的厚度为高温应变计厚度的60％～70％。
[0016]进一步地，第二涂层与预先涂层四周边框处的边距为1mm～2mm。
[0017]进一步地，相邻两条高温胶带之间的窗口宽度等于高温胶带的宽度。
[0018]进一步地，喷涂结合层具体包括以下步骤：在安装区域的四周边框处粘贴高温胶带进行保护，对安装区域无高温胶带区域进行喷涂，形成结合层。
[0019]进一步地，结合层与安装区域的边距为4mm～5mm。
[0020]进一步地，结合层的厚度为50μm～76μm。
[0021]进一步地，预先涂层覆盖区域小于等于结合层覆盖区域。
[0022]进一步地，在喷涂覆盖涂层之后还包括后处理，对覆盖涂层的棱角处和边缘处进行圆滑处理。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，对安装区域进行打磨，喷涂结合层、预先涂层，在预先涂层上固定应变计，再喷涂覆盖涂层。一方面，实现在600℃以上的高温环境的应变计的安装；另一方面，通过逐层并分区域喷涂结合层、预先涂层和覆盖涂层，形成中间较高，四周逐渐变薄的塔形结构涂层，塔形结构层用于抵御流道热气流冲刷和协调热冲击变形。本专利技术的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺相比于现有喷涂工艺，由于少喷涂一次，而使得整个涂层厚度和质量降低了10％～15％，从而使得结合层底部因离心力而产生的应力减少。同时，塔形结构能使得气流沿涂层表面向上流过，不会发生在现有喷涂工艺形成的平整的涂层的侧面产生较大的横向力，从而减少了剪切力的产生。此外，在受到热冲击过程中，塔形结构的涂层相对于平整涂层具有更大的表面积，能够更好的传热，从而形成均匀温度场，不会因局部温度梯度差较大而产生较大热应力发生涂层开裂的现象。经实际检验，塔形结构涂层具有抵御流道热气流冲刷和协调热冲击变形的能力，对高温应变计的动应力测量存活度提升显著。上述安装高温应变计的火焰喷涂工艺，与现有技术相比，由喷涂5次减少为喷涂4次，降低了喷涂次数，提升了工作效率。而且，形成的塔形结构涂层各涂层之间具有较好的结合强度，以及塔形结构涂层整体结构强度较高，能抵御热冲击和流道中的气流吹刷，最大限度提高动应力测点的存活率。
[0025]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1是本专利技术优选实施例的塔形结构层的俯视图；
[0028]图2是本专利技术优选实施例的塔形结构层的侧视图；以及
[0029]图3是本专利技术优选实施例的正视图。
[0030]附图标号说明：
[0031]1、安装区域；2、结合层；3、预先涂层；4、覆盖涂层；41、第一涂层；42、第二涂层。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]图1是本专利技术优选实施例的塔形结构层的俯视图；图2是本专利技术优选实施例的塔形结构层的侧视图；图3是本专利技术优选实施例的正视图。
[0034]如图1和图2所示，本实施例的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，包括以下步骤：
[0035]打磨处理，对试验件上用于应变计安装的安装区域1进行打磨或喷砂，使安装区域1的表面粗糙化；
[0036]清洗处理，对试验件的安装区域1进行清洗；
[0037]喷涂结合层2，将活性材料一喷涂在试验件的安装区域1，形成结合层2；
[0038]喷涂预先涂层3，将活性材料二喷涂在结合层2上，形成预先涂层3；
[0039]固定应变计，将应变计固定在预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：打磨处理，对试验件上用于应变计安装的安装区域(1)进行打磨或喷砂，使安装区域(1)的表面粗糙化；清洗处理，对试验件的安装区域(1)进行清洗；喷涂结合层(2)，将活性材料一喷涂在试验件的安装区域(1)，形成结合层(2)；喷涂预先涂层(3)，将活性材料二喷涂在结合层(2)上，形成预先涂层(3)；固定应变计，将应变计固定在预先涂层(3)上，应变计的一表面贴附于预先涂层(3)；喷涂覆盖涂层(4)，将活性材料二在应变计的其余面和预先涂层(3)的未被应变计遮盖的部分上进行分区域喷涂，形成中间凸起的覆盖涂层(4)；所述结合层(2)、预先涂层(3)和覆盖涂层(4)形成中间高、四周低的塔形结构涂层，所述塔形结构层涂层用于抵御流道热气流冲刷和协调热冲击变形。2.根据权利要求1所述的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，其特征在于，所述固定应变计具体包括以下步骤：将应变计紧贴在预先涂层(3)上，将多条高温胶带横跨应变计并将应变计粘贴于预先涂层(3)上，多条高温胶带平行间隔布设，相邻两条高温胶带之间形成窗口。3.根据权利要求2所述的用于安装高温应变计的火焰喷涂工艺，其特征在于，喷涂覆盖涂层(4)具体包括以下步骤：在窗口区域喷涂形成不连续的第一涂层(41)，去除高温胶带；在预先涂层(3)的四周边框处粘贴高温胶带，并保证第一涂层(41)上无高温胶带，在预先涂层(3)无高温胶带区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：文华，张再德，李建华，陈亚农，郭天才，张勇，夏清，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：