一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装制造技术

本发明专利技术属于涂层加工设备技术领域，特别涉及一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装。所述工装包括工装主体、第一夹具、第二夹具和螺栓；所述工装主体的圆周曲面上设置有若干个安装槽，所述安装槽的槽底均设置有螺栓槽，用于螺接安装螺栓，且可调节螺栓在螺栓槽上的安装位置；所述第一夹具或第二夹具均可螺栓安装在安装槽内。采用本发明专利技术提出的模块化集成工装，可灵活调节复合材料基体试样的大小、形状、厚度，极大的提高喷涂效率，简化喷涂工序，降低工装成本，最终实现陶瓷基复合材料表面涂层的高通量制备。表面涂层的高通量制备。表面涂层的高通量制备。

【技术实现步骤摘要】
一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装


[0001]本专利技术属于涂层加工设备
，特别涉及一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装。

技术介绍

[0002]当前传统高温合金材料的使用温度和服役性能已接近极限，难以满足新一代先进航空发动机高推重比和高效能的设计要求。新一代先进航空发动机涡轮前进口温度达到1400℃以上，这大大超过了现有镍基高温合金所能承受的最高温度(1100℃)。连续纤维增强陶瓷基复合材料具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化等优点，同时兼具纤维的增强增韧作用，克服了纯陶瓷断裂韧性低和抗外部载荷冲击性能差的缺点，在先进航空发动机热端部件上的应用日益广泛，已成为先进航空发动机高温材料的发展方向。该新型陶瓷基复合材料是替代高温合金材料、实现在航空发动机高温部件上应用最理想的候选材料。
[0003]由于航空发动机中，燃油的燃烧会产生多种腐蚀性的盐，同时还含有大量的水蒸汽，这使得碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机高温水氧耦合的燃气环境下存在性能退化的问题。因为高温下SiC先氧化生成SiO2，SiO2再与水蒸气反应生成挥发性Si(OH)4，造成复合材料失重，导致复材性能迅速衰退。目前最有效可行的解决办法就是在复合材料表面沉积一层环境障涂层(Environmental Barrier Coating，EBC)，该涂层能够在复合材料与发动机燃气环境间建立一道屏障，阻碍腐蚀性介质侵入复材基体、减小燃气环境对复材性能的影响，起到抗水氧腐蚀、抗高温熔盐腐蚀、抗氧化和热防护等保护作用。
[0004]此外，航空发动机在运行时为了减小涡轮叶片与外环之间的径向气流间隙、减少发动机内部气体泄漏以获得最大压差、保证发动机的稳定性和安全性，需要在涡轮外环表面制备可磨耗封严涂层来控制和调节叶片与外环间的径向间隙。对于陶瓷基复合材料涡轮外环而言，此构件不仅需要在表面制备EBC涂层，还需在EBC涂层上制备可磨耗封严涂层，这就是EBC/可磨耗一体化涂层。
[0005]目前传统的涂层喷涂工装只能装夹一种或两种基体试样，如果试样尺寸发生变化，就需要重新设计工装。同时传统喷涂工装仅适用于固定工艺参数，喷涂一种涂层，无法实现单次喷涂多种涂层，喷涂工序较为繁琐。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供了一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装，所述工装包括工装主体、第一夹具、第二夹具和螺栓；
[0007]所述工装主体的圆周曲面上设置有若干个安装槽，所述安装槽的槽底均设置有螺栓槽，用于螺接安装螺栓，且可调节螺栓在螺栓槽上的安装位置；
[0008]所述第一夹具或第二夹具均可螺栓安装在安装槽内。
[0009]进一步的，所述安装槽包括方形槽和圆形槽；所述第一夹具可通过螺栓安装在方形槽内；所述第二夹具可通过螺栓安装在圆形槽内。
[0010]进一步的，所述第一夹具包括若干组第一夹块；所述第一夹块为扇环形结构，所述第一夹块上设置有螺孔，用于安装螺栓，若干组所述第一夹块的合围构成第一夹持工位。
[0011]进一步的，所述第二夹具包括若干组第二夹块；所述第二夹块为直角结构，所述第二夹块上设置有螺孔，用于安装螺栓，若干组所述第二夹块的合围构成第二夹持工位。
[0012]进一步的，所述工装还包括垫片，所述垫片可设置在第一夹持工位或第二夹持工位内。
[0013]进一步的，所述安装槽还包括大方形槽。
[0014]进一步的，所述工装的所有零部件的材质，均采用高纯石墨。
[0015]本专利技术的有益效果是：采用本专利技术提出的模块化集成工装，可灵活调节复合材料基体试样的大小、形状、厚度，极大的提高喷涂效率，简化喷涂工序，降低工装成本，最终实现陶瓷基复合材料表面涂层的高通量制备。
[0016]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1示出了本专利技术实施例的模块化集成工装的结构示意图；
[0019]图2示出了本专利技术实施例的模块化集成工装的局部剖视示意图；
[0020]图3示出了本专利技术实施例的第一夹块的结构示意图；
[0021]图4示出了本专利技术实施例的第二夹块的结构示意图。
[0022]图中：1
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工装主体；2
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第一夹持工位；3
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第二夹持工位；4
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第一夹块；5
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第二夹块；6
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螺栓；7
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大方形槽。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术实施例提供了一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装，如图1所示，所述工装包括工装主体1、第一夹具、第二夹具、垫片和螺栓6。所述工装主体1为圆筒状，可固定在等离子喷涂设备三爪夹盘中。所述工装主体1的圆周曲面上设置有若干个安装槽，所述安装槽的槽底均设置有螺栓槽，用于螺接安装螺栓6，且可调节螺栓6在螺栓槽上的安装位置。
[0025]具体的，所述安装槽包括方形槽和圆形槽。所述第一夹具可通过螺栓6安装在方形槽内；所述第二夹具可通过螺栓6安装在圆形槽内。且螺栓6与工装主体1上的螺栓槽为可调
节式螺纹连接，可根据需要调整螺栓6在螺栓槽上的螺接位置，从而实现了第一夹具或第二夹具的安装位置和可夹持尺寸的可调节性。提高了工装是适用范围，以满足多样性要求。
[0026]示例性的，如图1所示，所述工装主体1上开设有5个方形槽和10和圆形槽。使得工装能够同时夹持处理多个样件，且适用于多种形状的样件。
[0027]所述第一夹具包括若干组第一夹块4，如图3所示，所述第一夹块4为扇环形结构，所述第一夹块4上设置有螺孔，用于安装螺栓6。
[0028]示例性的，如图1和图2所示，所述第一夹具包括三组但不限于三组第一夹块4；三组第一夹块4分别通过螺栓安装在圆形槽内。所述第一夹具的中心位置，由三组第一夹块4合围形成的圆形闭合区域为第一夹持工位2，用于固定圆形样件。
[0029]所述第二夹具包括若干组第二夹块5，如图4所示，所述第二夹块5为直角结构，所述第二夹块5上设置有螺孔，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装，其特征在于，所述工装包括工装主体(1)、第一夹具、第二夹具和螺栓(6)；所述工装主体(1)的圆周曲面上设置有若干个安装槽，所述安装槽的槽底均设置有螺栓槽，用于螺接安装螺栓(6)，且可调节螺栓(6)在螺栓槽上的安装位置；所述第一夹具或第二夹具均可螺栓(6)安装在安装槽内。2.根据权利要求1所述的一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装，其特征在于，所述安装槽包括方形槽和圆形槽；所述第一夹具可通过螺栓(6)安装在方形槽内；所述第二夹具可通过螺栓(6)安装在圆形槽内。3.根据权利要求2所述的一种新型陶瓷基复合材料表面涂层的模块化集成工装，其特征在于，所述第一夹具包括若干组第一夹块(4)；所述第一夹块(4)为扇环形结构，所述第一夹块(4)上设置有螺孔，用于安装螺栓(6)，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵禹良，邱海鹏，罗文东，谢巍杰，王晓猛，马新，张冰玉，王启明，关宏，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：