一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法技术

本发明专利技术属于涂层喷涂技术领域，具体涉及一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法。本发明专利技术的方法包括如下步骤：(1)将待喷涂的机匣体清洗后干燥；(2)对机匣体的内孔内壁进行喷砂粗化；(3)利用转台转动机匣体，同时在喷砂粗化后的内孔内壁进行超音速火焰喷涂，得到覆于内孔内壁的抗磨损涂层。本发明专利技术提供的方法在机匣体的内孔内壁形成抗磨损涂层，使加工后的机匣体用于航空发动机时温度波动更小，振动水平波动也更小；本发明专利技术的方法除了在机匣体的内孔形成抗磨损涂层外，还可以对机匣体上破损或失效的涂层进行修复，延长机匣体的使用寿命，从而有效减少浪费和降低经济成本。少浪费和降低经济成本。少浪费和降低经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法


[0001]本专利技术属于涂层喷涂
，涉及一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法。

技术介绍

[0002]航空发动机的附件机匣是发动机的重要组成部件之一，起到安装和传动附件的作用。附件机匣主要包括齿轮、轴承和壳体。机匣壳体上设计有不同尺寸的孔用于安装各种轴承或轴。根据设计不同，有的采用轴承与轴承孔装配，有的则不用轴承，直接采用轴颈与轴颈支撑孔装配的方式。当机匣工作时，轴承孔壁或轴颈支撑孔壁均承受各种复杂载荷并最终导致磨损失效。由于附件机匣壳体多为铝合金材料，且铝合金自身抗磨损性能差，所以为了提高轴承孔壁或轴颈支撑孔壁的耐磨损性能，要进行表面处理。
[0003]目前常用的方法是将铝合金机匣体整体进行阳极氧化，在机匣体的表面形成阳极氧化膜来改善其抗磨损性能。但是，阳极氧化膜脆性高、且膜层破坏后难以进行修复，因此膜层破损或失效后通常是将机匣体直接报废，造成较大的经济损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，通过本专利技术提供的方法在机匣体的内孔内壁形成抗磨损涂层，使加工后的机匣体在用于航空发动机时温度波动小，振动水平波动小。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，包括如下步骤：
[0007](1)将待喷涂的机匣体清洗后干燥；
[0008](2)对机匣体的内孔内壁进行喷砂粗化；
>[0009](3)利用转台转动机匣体，同时在喷砂粗化后的内孔内壁进行超音速火焰喷涂，得到覆于内孔内壁的抗磨损涂层；所述超音速火焰喷涂的条件包括：煤油流量10
‑
30L/h，氧气流量800
‑
1000L/min，喷涂距离200
‑
400mm，送粉速率20
‑
40g/min。
[0010]现有技术通过对机匣体整体进行阳极氧化，而在机匣体的表面形成氧化铝保护膜来改善其抗磨损性能，与现有技术相比，通过本专利技术提供的方法在机匣体的内孔内壁形成抗磨损涂层，使加工后的机匣体在用于航空发动机时温度波动更小，振动水平波动也更小。本专利技术的方法除了在机匣体的内孔形成抗磨损涂层外，还可以对机匣体的破损或失效的涂层进行修复，延长机匣体的使用寿命，从而有效减少浪费和降低经济成本。
[0011]经研究发现，本专利技术需要将煤油流量和氧气流量控制在适当范围内，若氧气流量在上述范围内而煤油流量大于30L/h，或煤油流量在上述范围内而氧气流量小于800L/min，煤油燃烧不充分，使涂层中出现积碳，最终影响涂层质量及抗磨损等性能。若煤油流量在上述范围内而氧气流量大于1000L/min，喷涂粉末过熔，涂层不均匀致密，从而影响涂层的性能。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述超音速火焰喷涂的条件还包括：喷涂角度为30
‑
41
°
，喷枪焰流中心的位置低于所述内孔的上端面，且高于所述内孔的1/2孔深。
[0013]在喷涂过程中，喷涂角度必须控制在30
‑
41
°
，喷枪焰流中心必须控制在低于所述内孔的上端面且高于所述内孔的1/2孔深的位置，否则，在内孔内壁形成的涂层厚度均匀性变差，即靠近内孔底部的涂层厚，靠近上端面的涂层薄。喷涂角度及喷枪焰流中心满足上述条件，既能满足涂层后加工的需要，又使内壁涂层最小厚度有足够的加工余量；若喷涂角度不满足上述条件，就会导致靠近所述内孔底部的涂层更厚且涂层质量更差，比如涂层中存在更多的孔隙与夹杂，从而严重影响涂层质量和性能，甚至导致涂层质量不符合要求。
[0014]在本专利技术中，所述喷涂角度是指与喷枪出口的中轴线与竖直平面之间的夹角。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(1)具体包括：将机匣体进行超声清洗，去除机匣体表面的油脂和灰尘，然后吹干。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)之前还包括：用胶带对机匣体的非喷涂部位进行保护。该步骤能有效避免喷涂时喷枪焰流损伤机匣体的非喷涂部位。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)采用喷砂砂粒对机匣体的内孔内壁进行喷砂粗化，喷砂后用压缩空气吹去残留的砂粒和粉尘；所述喷砂砂粒为锆刚玉，所述喷砂粗化的条件为：喷砂压力0.2
‑
0.5MPa，喷砂角度45
‑
75
°
，喷砂距离100
‑
200μm；所述内孔的内壁经过喷砂粗化后表面粗糙度不小于4μm。
[0018]在本专利技术中，所述喷砂角度是指喷砂口的中轴线与竖直平面之间的夹角。
[0019]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中转台的转速为50 110r/min。
[0020]经研究发现，转台的转速和送粉的速率共同影响涂层的形成。将送粉速率控制在20
‑
40g/min，同时将转台的转速控制在50 110r/min，在内孔内壁上形成的涂层厚度均匀。若送粉速率不在上述范围内，而转台的转速也不在上述范围内，覆于内孔内壁的涂层厚度不均匀。
[0021]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，在进行超音速火焰喷涂前，将机匣体放置在转台上，调整机匣体的位置，使待喷涂内孔的中轴线与转台的旋转轴线在同一直线上，然后固定机匣体，将配重块放置于所述转台上并调整配重块的位置，然后将所述配重块锁紧，使机匣体能随转台平稳旋转。
[0022]作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)中，在进行超音速火焰喷涂前，将所述内孔的内壁预热至70
‑
110℃；在进行超音速火焰喷涂时，使用压缩空气将所述内孔进行冷却并用红外测温仪对所述内孔进行温度监控，控制内孔的温度不超过160℃。
[0023]作为本专利技术的优选实施方式，所述超音速火焰喷涂所采用的喷涂粉末为铝青铜粉末、MCrAlY粉末中的至少一种，所述喷涂粉末的粒径为15
‑
50μm。
[0024]作为本专利技术的优选实施方式，所述内孔的内径为37
‑
38mm，所述内孔的待喷涂内壁底端距所述内孔的上端面8
‑
10mm，所述内孔的待喷涂内壁底端距所述机匣体的上端面24
‑
36mm。
[0025]作为本专利技术的优选实施方式，所述机匣体为航空发动机的机匣体，所述机匣体的材质为铸造铝合金。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027](1)本专利技术提供的方法在机匣体的内孔内壁喷涂抗磨损涂层，使加工后的机匣体用于航空发动机时温度波动更小，振动水平波动也更小；
[0028](2)本专利技术的方法除了在机匣体的内孔形成抗磨损涂层外，还可以对机匣体上破损或失效的涂层进行修复，延长机匣体的使用寿命，从而有效减少浪费和降低经济成本。
附图说明
[0029]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将待喷涂的机匣体清洗后干燥；(2)对机匣体的内孔内壁进行喷砂粗化；(3)利用转台转动机匣体，同时在喷砂粗化后的内孔内壁进行超音速火焰喷涂，得到覆于内孔内壁的抗磨损涂层；所述超音速火焰喷涂的条件包括：煤油流量10
‑
30L/h，氧气流量800
‑
1000L/min，喷涂距离200
‑
400mm，送粉速率20
‑
40g/min。2.如权利要求1所述的机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将机匣体进行超声清洗，去除机匣体表面的油脂和灰尘，然后吹干。3.如权利要求1所述的机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂的条件还包括：喷涂角度30
‑
41
°
，喷枪焰流中心的位置低于所述内孔的上端面，且高于所述内孔的1/2孔深。4.如权利要求1所述的机匣体喷涂抗磨损涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)采用喷砂砂粒对机匣体的内孔内壁进行喷砂粗化，喷砂后用压缩空气吹去残留的砂粒和粉尘；所述喷砂砂粒为锆刚玉，所述喷砂粗化的条件为：喷砂压力0.2
‑
0.5MPa，喷砂角度45
‑
75
°
，喷砂距离100
‑
200μm；所述内孔的内壁经过喷砂粗化后表面粗糙度不小于4μm。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽萍，黄科，曾威，戴红亮，宋进兵，杨焜，张小锋，毛杰，邓春明，邓畅光，刘敏，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：