超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法技术

本发明专利技术的超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法，属于热喷涂加工技术领域，解决现有技术中的装置拔销效率低的技术问题。S101:对镍基合金材料零件基体的涂层部位表面进行清洁粗糙化处理；S102:喷涂前对经清洁粗糙化处理后的镍基合金材料零件基体进行预热；S103:配置镍铬铁粉末，并用超音速火焰喷枪喷涂在镍基合金材料零件基体涂层部位表面进行配图以形成镍铬铁涂层,超音速火焰喷枪在喷涂镍铬铁涂层时，以氧气和氢气为工作气且送粉载气为氩气，形成高速火焰，以将所述镍铬铁粉末加热至半熔融状态，以半固态沉积到基体表面形成涂层。该方法获得厚度范围0.1

【技术实现步骤摘要】
超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法


[0001]本专利技术属于热喷涂加工
，尤其涉及一种超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法。

技术介绍

[0002]高温合金零件具有组织结构稳定、抗氧化能力强和工作温度高等优异性能。在航空发动机和燃气轮机等部件中得到广泛应用。但由于在机械加工过程中，因技术水平、人为因素、周转运输等原因，亦会导致出现尺寸超差、碰划伤等基体损伤。同时，此类零件在高温、高压、高腐蚀以及振动磨损等工作环境中长期服役，易导致发生局部磨损、掉快、烧蚀等损伤，严重制约产品的安全和寿命。
[0003]采用不同的表面工程技术可以有效恢复损伤零件的尺寸和性能，为高温合金综合服役性能的保持和再生提供了可行的途径。因镍基高温合金粉末属自熔性合金粉末，具有优良的综合性能，其耐腐蚀、抗氧化性、耐热、耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性。熔点低，固液相温度区间宽，对多种基体有良好的粘接性能。其制备的涂层具备致密、耐高温氧化、耐腐蚀性能等特性。但传统工艺喷涂温度较高，制备的涂层中应力较大，因此可修复的范围，受到性能和尺寸限制。现有工艺可修复的尺寸最高为0.7mm，对应的结合强度最高可达48.2Mpa，现有水平已无法满足生产的需求，如何制备高结合强度修复涂层，是工业生产急需解决的技术难题。
[0004]采用一般的喷涂参数对镍基合金材料零件基体喷涂部位进行喷涂，所获得的涂层结合强度一般只有28
‑
48Mpa。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法，至少解决现有技术中的修复方式效率较低且涂层结合强度一般只有28
‑
48Mpa的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
[0007]提供一种超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法，适用于航空发动机中高温合金零件损伤后的修复，所述高温合金零件为镍基合金材料零件，所述包括：
[0008]S101:对镍基合金材料零件基体的涂层部位表面进行清洁粗糙化处理；
[0009]S102:喷涂前对经清洁粗糙化处理后的镍基合金材料零件基体进行预热；
[0010]S103:配置镍铬铁粉末，并用超音速火焰喷枪喷涂在镍基合金材料零件基体涂层部位表面进行配图以形成镍铬铁涂层,超音速火焰喷枪在喷涂镍铬铁涂层时，以氧气和氢气为工作气且送粉载气为氩气，形成高速火焰，以将所述镍铬铁粉末加热至半熔融状态，以半固态沉积到基体表面形成涂层。
[0011]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：
[0012]采用本专利技术的工艺方法，在工程零件表面超音速火焰喷涂修复涂层，扩大了喷涂
修复涂层的适用对象，解决了工业生产提出的技术任务。在镍基合金材料零件基体表面上喷涂修复涂层，可修复尺寸范围可达0.1
‑
1.5mm，并且该涂层结合强度可达70MPa以上，其次，采用本专利技术的工艺方法，在镍基合金材料零件基体表面上喷涂修复涂层，该涂层微观组织致密，结构优异，最后本专利技术的制备方法简单、操作方便、实用性强，易于推广，为高温合金零件表面损伤修复提供了新方向。
附图说明
[0013]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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0014]图1为本专利技术主视图的示意图；
[0015]图2为本专利技术的俯视图；
具体实施方式
[0016]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0017]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本专利技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0018]本专利技术提供的一种超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法，适用于航空发动机中高温合金零件损伤后的修复，所述高温合金零件为镍基合金材料零件，所述包括：
[0019]S101:镍基合金材料零件基体进行预热，具体的，在镍基合金材料零件基体的涂层部位进行喷涂之前，采用喷枪对镍基合金材料零件基体进行预热至60
‑
150℃，便于杂质的清理。
[0020]S102:对镍基合金材料零件基体的涂层部位表面进行清洁粗糙化处理，具体的：
[0021]镍基合金材料零件基体的涂层部位表面采用用丙酮进行清洗，并采用吹砂对涂层部位表面进行粗糙化处理。优选的，使用50
‑
70目的刚玉砂吹砂将涂层部位表面粗糙化至粗糙度2
‑
3.5μm；
[0022]涂层部位表面用刚玉砂粗糙化后，采用压缩空气吹除涂层部位表面上残留的砂
粒。
[0023]S103:配置镍铬铁粉末，并用超音速火焰喷枪喷涂在镍基合金材料零件基体涂层部位表面进行配图以形成镍铬铁涂层,超音速火焰喷枪在喷涂镍铬铁涂层时，以氧气和氢气为工作气且送粉载气为氩气，形成高速火焰，以将镍铬铁粉末加热至半熔融状态，以半固态沉积到基体表面形成涂层，具体的：
[0024]镍铬铁粉末提高修复后材料的硬度，其配置方法，如，
[0025]镍铬铁粉末的粒径为15
‑
45μm，且镍、铬、铁、铌和钽混合及钼按重量为(50
‑
55)份：(17
‑
21)份：(15
‑
21)份：(4.75
‑
5.5)份：(2.8
‑
3.3)份进行配置，其中，镍、铬、铁、钼为固溶强化元素，铌和钽起到沉淀强化作用。按照上述配比，采用气体雾化法制备，在700℃环境下具有较高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度以及优异的高温抗氧化和耐腐蚀性能，易加工性，各项特性均适合作为修复涂层使用。进一步的，镍铬铁粉末在使用之前于60
‑
90℃烘干2小时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超音速火焰喷涂高结合强度涂层的方法，适用于航空发动机中高温合金零件损伤后的修复，所述高温合金零件为镍基合金材料零件，其特征在于，所述包括：S101:对镍基合金材料零件基体的涂层部位表面进行清洁粗糙化处理；S102:喷涂前对经清洁粗糙化处理后的镍基合金材料零件基体进行预热；S103:配置镍铬铁粉末，并用超音速火焰喷枪喷涂在镍基合金材料零件基体涂层部位表面进行配图以形成镍铬铁涂层,超音速火焰喷枪在喷涂镍铬铁涂层时，以氧气和氢气为工作气且送粉载气为氩气，形成高速火焰，以将所述镍铬铁粉末加热至半熔融状态，以半固态沉积到基体表面形成涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S101中的方法包括：所述镍基合金材料零件基体的涂层部位表面采用用丙酮进行清洗，并采用吹砂对涂层部位表面进行粗糙化处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用50
‑
70目的刚玉砂吹砂将涂层部位表面粗糙化至粗糙度2
‑
3.5μm；涂层部位表面用刚玉砂粗糙化后，采用压缩空气吹除涂层部位表面上残留的砂粒。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置镍铬铁粉末的方法包括：镍铬铁粉末的粒径为15
‑
45μm，且镍、铬、铁、铌和钽混合及钼按重量为(50
‑
55)份：(17
‑
21)份：(15
‑
21)份：(4.75
‑
5.5)份：(2.8
‑
3.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雷，王莉，黄勋，张书，罗朝勇，张琦文，
申请(专利权)人：中国航发成都发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：