一种高压涡轮外环块涂层工装及其使用方法技术

本发明专利技术属于一种涂层工装及其使用方法，为解决逐一对单个涡轮外环块进行喷涂的制备涂层工艺，存在喷涂难度较大、各涡轮外环块喷涂质量不一致、喷涂效率低、涂层喷涂完毕后构件卸取时涂层与工装粘连的问题，提供一种高压涡轮外环块涂层工装及其使用方法，通过径向限位块、轴向限位块、第一凸台、第二凸台和第三凸台，能够共同对倒扣在第二凸台上的涡轮外环块进行固定，采用本发明专利技术的涂层工装，能够同时固定多个涡轮外环块，提出了一种进行小尺寸外形构件涂层喷涂的工装，可以保证涡轮外环块涂层质量以及涂层分布均匀性，有效解决涡轮外环块数量较多，涂层制备质量不能保证的问题，实现涡轮外环块批量化涂层喷涂，提高了涂层制备的效率，降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高压涡轮外环块涂层工装及其使用方法


[0001]本专利技术属于一种涂层工装及其使用方法，具体涉及一种高压涡轮外环块涂层工装及其使用方法。

技术介绍

[0002]高压涡轮外环作为涡轮静子的主要结构件之一，其主要作用是与转子叶片一起组成燃气通道。随着航空发动机的不断发展，对涡轮外环构件提出更高的耐高温、长寿命和轻质要求。CMC
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SiC作为一种兼具各种材料优点的结构功能一体化新型材料，被认为是发展航空发动机高温部件最具潜力的材料之一。研究表明，将CMC
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SiC用于燃烧室、涡轮、加力燃烧室和喷管等热端部件，可使发动机工作温度提高300～500K，结构减重50～70％，推力提高30～100％。
[0003]然而，在航空发动机的燃烧室、尾喷管、涡轮等热端部件的实际应用中，燃油燃烧产生的高温、水蒸气、熔融盐杂质(Na、Mg、S等)等腐蚀性介质会对SiO2保护层产生破坏作用。由于涡轮外环与机匣之间的径向间隙会对发动机性能产生显著影响，故一般在涡轮外环内表面采用易磨的封严结构或封严材料来控制径向间隙。涡轮外环位于导向叶片的出口，内表面温度达到1250℃甚至更高，外表面与燃气直接接触，面临更加严苛的热力氧化以及腐蚀考验，同时，为了提高涡轮效率减小涡轮外环与转子间的间隙，一般还在涡轮外环内表面上制备具有高温隔热性能以及高温可磨耗性能的涂层，目前，大多是在涡轮外环内表面先制备EBC涂层，再制备可磨耗涂层。
[0004]由于涡轮外环整体涂层制备工艺复杂难以实现，制备涂层的工艺实现途径是逐一对单个涡轮外环块进行喷涂，但是仍然存在以下问题：(1)由于涡轮外环块有外形尺寸较小、多处大曲率弯折的特征，喷涂难度较大；(2)涡轮外环块数量较多，单个喷涂无法保证一台份的涡轮外环涂层质量一致；(3)在进行涂层喷涂时会造成涡轮外环块表面温度过高，降温所需时间较长，影响喷涂效率；(4)涡轮外环块在进行涂层制备时，由于可磨耗涂层厚度要求在1.0～1.5mm之间，相对EBC涂层来说涂层厚度较厚，会造成涂层喷涂完毕后构件卸取时涂层与工装粘连。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决逐一对单个涡轮外环块进行喷涂的制备涂层工艺，存在喷涂难度较大、各涡轮外环块喷涂质量不一致、喷涂效率低、涂层喷涂完毕后构件卸取时涂层与工装粘连的技术问题，提供一种高压涡轮外环块涂层工装及其使用方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种高压涡轮外环块涂层工装，其特殊之处在于，包括置物底座、多个径向限位块和两个轴向限位块；
[0008]所述置物底座的上表面设有两个第一凸台、a个第二凸台组和a
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1个第三凸台组；其中，a为大于等于2的整数；
[0009]两个第一凸台分别设置在置物底座宽度方向两侧；a个第二凸台组沿置物底座宽度方向均布；a
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1个第三凸台组分别位于相邻两个第二凸台组之间；
[0010]所述第二凸台组包括沿置物底座长度方向均布的多个第二凸台，分别用于承载各倒扣的涡轮外环块；所述第三凸台组包括沿置物底座长度方向均布的多个第三凸台；一个第二凸台组中相邻两个第二凸台之间的间隙和一个第三凸台组中相邻两个第三凸台之间的间隙一一对应，形成多个径向间隙；
[0011]多个所述径向限位块分别安装于各径向间隙内、置物底座长度方向最外侧第二凸台的外侧，两个轴向限位块分别安装在两个第一凸台上，通过相邻两个径向限位块、轴向限位块和第三凸台对各倒扣的涡轮外环块进行固定，或者通过相邻两个径向限位块、置物底座宽度方向相邻两个第三凸台对各倒扣的涡轮外环块进行固定。
[0012]进一步地，还包括底板密封垫、后盖板、冷却介质进口和冷却介质出口；
[0013]所述置物底座的下表面，与第二凸台位置对应处设置有冷却槽；
[0014]所述底板密封垫贴合安装在置物底座下表面上，用于密封冷却槽；
[0015]所述后盖板安装在置物底座的下表面上，位于底板密封垫外部，用于固定底板密封垫；
[0016]所述冷却介质进口和冷却介质出口均开设在置物底座上，且均与任一冷却槽连通，各冷却槽相互连通。
[0017]进一步地，所述后盖板包括后盖密封垫和垫板后盖；
[0018]所述后盖密封垫呈矩形框状，沿置物底座下表面边沿安装；
[0019]所述垫板后盖呈矩形状，安装在后盖密封垫外部，与置物底座相连。
[0020]进一步地，所述垫板后盖采用石墨材质；
[0021]所述底板密封垫和所述后盖密封垫均采用聚四氟乙烯垫片。
[0022]进一步地，a＝2；
[0023]所述第一凸台上端面靠近第二凸台的一侧设置有挡沿，用于在涡轮外环块倒扣于第二凸台上时，对涡轮外环块的底板面边沿进行遮挡。
[0024]进一步地，所述置物底座、径向限位块和轴向限位块均采用石墨材质。
[0025]本专利技术还提供了一种上述高压涡轮外环块涂层工装的使用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0026]S1，将一个径向限位块安装在置物底座长度方向任一端最外侧第二凸台的外侧，再在相邻的第二凸台上倒扣涡轮外环块；
[0027]S2，沿置物底座长度方向向另一端依次在径向间隙中安装径向限位块、在第二凸台上倒扣涡轮外环块，直至在另一端最外侧第二凸台的外侧安装径向限位块；
[0028]S3，分别在两个第一凸台上安装轴向限位块，通过相邻两个径向限位块、轴向限位块和第三凸台对各倒扣的涡轮外环块进行固定，或者通过相邻两个径向限位块、置物底座宽度方向相邻两个第三凸台对各倒扣的涡轮外环块进行固定。
[0029]进一步地，步骤S1之前还包括步骤S0，清洗；
[0030]将置物底座、多个径向限位块和两个轴向限位块放入乙醇中进行超声清洗并烘干。
[0031]进一步地，步骤S0和步骤S1之间还包括步骤S0
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1，在置物底座下表面依次安装底
板密封垫、后盖密封垫和垫板后盖。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]1.本专利技术提出一种高压涡轮外环块涂层工装，通过径向限位块、轴向限位块、第一凸台、第二凸台和第三凸台，能够共同对倒扣在第二凸台上的涡轮外环块进行固定，采用本专利技术的涂层工装，能够同时固定多个涡轮外环块，提出了一种进行小尺寸外形构件涂层喷涂的工装，可以保证涡轮外环块涂层质量以及涂层分布均匀性，有效解决涡轮外环块数量较多，涂层制备质量不能保证的问题，实现涡轮外环块批量化涂层喷涂，提高了涂层制备的效率，降低了成本。
[0034]2.本专利技术的涂层工装，在置物底座下表面设计有冷却槽，可以保证在进行涂层喷涂时，涡轮外环块表面温度快速冷却，使降温所需时间变短，提高了喷涂效率。另外，通过底板密封垫、后盖密封垫和垫板后盖，能够对冷却槽中的冷却介质进行密封，保证了冷却效果。
[0035]3.本专利技术中垫板后盖、置物底座、径向限位块和轴向限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压涡轮外环块涂层工装，其特征在于：包括置物底座(1)、多个径向限位块(7)和两个轴向限位块(8)；所述置物底座(1)的上表面设有两个第一凸台(2)、a个第二凸台组和a
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1个第三凸台组；其中，a为大于等于2的整数；两个第一凸台(2)分别设置在置物底座(1)宽度方向两侧；a个第二凸台组沿置物底座(1)宽度方向均布；a
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1个第三凸台组分别位于相邻两个第二凸台组之间；所述第二凸台组包括沿置物底座(1)长度方向均布的多个第二凸台(3)，分别用于承载各倒扣的涡轮外环块(4)；所述第三凸台组包括沿置物底座(1)长度方向均布的多个第三凸台(5)；一个第二凸台组中相邻两个第二凸台(3)之间的间隙和一个第三凸台组中相邻两个第三凸台(5)之间的间隙一一对应，形成多个径向间隙(6)；多个所述径向限位块(7)分别安装于各径向间隙(6)内、置物底座(1)长度方向最外侧第二凸台(3)的外侧，两个轴向限位块(8)分别安装在两个第一凸台(2)上，通过相邻两个径向限位块(7)、轴向限位块(8)和第三凸台(5)对各倒扣的涡轮外环块(4)进行固定，或者通过相邻两个径向限位块(7)、置物底座(1)宽度方向相邻两个第三凸台(5)对各倒扣的涡轮外环块(4)进行固定。2.根据权利要求1所述一种高压涡轮外环块涂层工装，其特征在于：还包括底板密封垫(9)、后盖板、冷却介质进口和冷却介质出口；所述置物底座(1)的下表面，与第二凸台(3)位置对应处设置有冷却槽(15)；所述底板密封垫(9)贴合安装在置物底座(1)下表面上，用于密封冷却槽(15)；所述后盖板安装在置物底座(1)的下表面上，位于底板密封垫(9)外部，用于固定底板密封垫(9)；所述冷却介质进口和冷却介质出口均开设在置物底座(1)上，且均与任一冷却槽(15)连通，各冷却槽(15)相互连通。3.根据权利要求2所述一种高压涡轮外环块涂层工装，其特征在于：所述后盖板包括后盖密封垫(10)和垫板后盖(11)；所述后盖密封垫(10)呈矩形框状，沿置物底座(1)下表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张紫琦，马文科，曹鑫鑫，王钰磊，杨勇，王卿，李建章，成来飞，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：