[發(fā)明專利]一種等離子噴涂制備封嚴涂層的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910011931.0
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101921979A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏明霞;張鵬;史鳳嶺;方波;李漢運;楊樹林;任大為
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/12
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 樊南星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金防護涂層制備技術(shù)，特別提供了一種等離子噴涂制備封嚴涂層的方法。

背景技術(shù)

在發(fā)動機相關(guān)技術(shù)中，為減少發(fā)動機級間泄露，提高航空發(fā)動機的工作效率，轉(zhuǎn)子和外環(huán)塊之間通常采用封嚴涂層進行封嚴。

以某型大修機低壓壓氣機I～IV級機匣及高壓壓氣機I～VI級機匣等零件為例。涂層要求起中低溫封嚴作用，設(shè)計點溫度為400℃左右，受氣動沖刷及葉片刮削機匣振動應(yīng)力，工作介質(zhì)為空氣。

現(xiàn)有技術(shù)中無合適的技術(shù)解決相關(guān)問題，人們渴望獲得滿足使用要求的技術(shù)效果更好的相關(guān)涂層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種等離子噴涂制備封嚴涂層的方法。

本發(fā)明可以用于以噴涂某型大修機低壓壓氣機I～IV級機匣及高壓壓氣機I～VI級機匣等為例的這類零件。涂層起中低溫封嚴作用，設(shè)計點溫度為400℃左右，受氣動沖刷及葉片刮削機匣振動應(yīng)力，工作介質(zhì)為空氣。

本發(fā)明提供了一種等離子噴涂制備封嚴涂層的方法，其特征在于：使用Al/BN及NiAlW合金粉末作為原料，采用等離子噴涂方式制備涂層；具體要求如下：

所述Al/BN合金粉末用作面層材料，其成分與質(zhì)量百分比含量如下：BN：18.0～25.0％，SiO₂：4.0～8.0％，Al：余量；

所述NiAlW合金粉末作為底層材料，其成分與質(zhì)量百分比含量如下：

Al：20.0～24.0％，Cr：1.5～4.0％，W≤2.0％，Co：0.2～1.2％，Mo：0.2～1.2％，Ti：0.2～1.0％，Ni：余量。

所述用作用作面層材料的Al/BN合金粉末的成分與質(zhì)量百分比含量優(yōu)選如下：BN：18.0～23.0％，SiO₂：4.0～8.0％，Al：余量。

本發(fā)明所述等離子噴涂制備封嚴涂層的方法，其特征在于：所述以NiAlW合金粉末為原料的底層材料的厚度為0.04～0.5mm；所述以Al/BN合金粉末為原料的面層材料的厚度為1.0～4.0mm。

本發(fā)明中，所述等離子噴涂制備封嚴涂層還滿足下述要求：

噴涂氣體使用氬氣或氮氣；

制備底層時噴涂電流為480A～520A，氬氣或氮氣流量要求80ft³/h～120ft³/h，氫氣流量為8ft³/h～15ft³/h，噴涂距離要求130±20mm，送粉速率為40g/min～45g/min；

制備面層時噴涂電流為380A～420A，氬氣或氮氣流量要求70ft³/h～120ft³/h，氫氣流量為5ft³/h～15ft³/h，噴涂距離要求120±20mm，送粉速率為40g/min～50g/min。

本發(fā)明所述等離子噴涂制備封嚴涂層的方法中還有如下的優(yōu)選要求：

所述等離子噴涂制備封嚴涂層使用的NiAlW合金粉末粒度要求如下：+160μm：0，+56μm：≤5％，+45μm：≤40％，-45μm：≥55％；

所述等離子噴涂制備封嚴涂層使用的Al/BN合金粉末粒度要求如下：+315μm：≤10％，-315～+50μm：≥82％，-50μm：≤8％。

總體而言，本發(fā)明相關(guān)的涂層質(zhì)量要求為：

1)使用洛布維試驗機，用Φ5鋼球在62.5kgf的載荷下測量涂層硬度，壓痕直徑為Φ3.15mm～2.24mm時，硬度合格。

2)涂層中的BN、SiO₂按實測。

本發(fā)明可以應(yīng)用于發(fā)動機及相關(guān)技術(shù)中，面層與底層粉末主要用于低壓壓氣機I～IV級機匣及高壓壓氣機I～VI級機匣噴涂密封涂層的制備，其目的是減少發(fā)動機級間泄露量。該涂層是一種封嚴涂層，具有良好的可刮削性能與粘結(jié)性能，是一種優(yōu)異的新型中低溫封嚴涂層，尤其是復(fù)合型Al/BN封嚴涂層材料的應(yīng)用，是某型發(fā)動機大修不可替代的材料。

本發(fā)明的優(yōu)點：填補了技術(shù)空白，具有明顯較好的技術(shù)效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1?NiAlW粉末涂層金相組織×200；

圖2?NiAlW粉末涂層X射線衍射圖；

圖3?Al/BN涂層(G7批)金相組織×100；

圖4?Al/BN涂層(G10批)金相組織×100；

圖5?Al/BN涂層(G7批)的X射線衍射圖；

圖6?G7批450℃/25h的金相組織×100；