[發明專利]用于控制微型渦噴發動機運轉間隙的熱噴涂封嚴塗層加工方法

在審

• 申請號: 201410768204.X
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104451530A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 唐云冰;章景初;何進
• 申請（專利權）人: 常州環能渦輪動力股份有限公司
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;C23C4/04
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 錢鎖方

技術領域

本發明屬于微型渦噴發動機領域，具體是一種用于控制微型渦噴發動機運轉間隙的熱噴涂封嚴塗層加工方法。

背景技術

微型渦噴發動機一般是指直徑6-20厘米，推力5～1000N范圍內的發動機，是推進動力和能源系統研究的新領域。近年來，由于軍事及民用的大力需求而得以迅猛發展，各國政府和民間投入了大量人力、物力進行研究、開發。設計高性能、低成本和零維護的微型渦噴發動機是人們共同追求的目標。

微型發動機運轉間隙對效率、油耗的影響比常規發動機要大的多。研究葉尖泄漏對微型發動機轉子部件的影響以及發展有效地減小微型發動機轉子部件葉尖泄漏的技術成為提高微型發動機性能必須解決的一個關鍵問題。微型渦輪的效率明顯低于常規尺度的渦輪。微渦輪效率一般約80％，而常規尺度的渦輪效率可到88％～91％。主要就是由于葉尖間隙泄漏損失是影響微渦輪效率提高的一個重要因素。由于尺寸縮小后加工和裝配因素的影響，微型渦輪發動機實際工作時微渦輪葉尖間隙與葉高之比甚至達到10％，遠大于常規尺度渦輪間隙比(1％～2％)。所以，葉尖間隙泄漏對微渦輪的影響顯著大于常規尺度渦輪。此外，壓氣機的運轉間隙過大，它的氣動特性可能在發動機加速時遭到破壞，并引起喘振。為了提高發動機運行效率，增加使用壽命和降低油耗，改善工作穩定性，應盡量減少轉子部件與靜子之間的運動間隙。但是由于制造困難和部件在工作狀態下的結構變形，間隙過小，則旋轉中的動、靜件之間有干涉摩擦的危險，?這不僅會損傷零件，而且會導致發動機運行的安全隱患。同時，由于微型渦輪發動機體積質量小，轉速高，主軸較細，大多屬于柔性轉子系統。工作時轉子會翹曲，并在不同的轉速范圍，轉子振型不同，這也常常會引起葉輪與導向器刮蹭。對于大型的發動機普遍采用蜂窩結構、粉末冶金、金屬氈以及涂滑石層，甚至采用間隙控制技術進行間隙自動控制來以降低葉尖漏氣。微型渦噴發動機由于自身低成本，高性能和零維護等特點，需要考慮降低成本，簡化結構等因素的影響，無法采用與大型渦噴發動機相同的技術。

發明內容

本發明要解決的是減少發動機作功介質的泄漏、提高機械的運行效率及可靠性的問題，提供了一種用于控制微型渦噴發動機運轉間隙的熱噴涂封嚴塗層加工方法。

本發明提供了如下技術方案：

用于控制微型渦噴發動機運轉間隙的熱噴涂封嚴塗層加工方法，它包括對靜子件的有機溶劑除油、低壓吹砂、等離子噴涂底層以及噴涂鎳石墨，

步驟a為有機溶劑除油，選用丙酮對靜子件進行除油，待除油靜子件干燥；

步驟b為低壓吹砂，用吹砂機對工件進行低壓吹剛玉砂；

步驟c為等離子噴涂底層，步驟b結束后兩小時內用等離子噴涂設備在工件上噴涂鎳包鋁粉末形成底層，底層厚度在0.10-0.15mm；

步驟d為噴涂鎳石墨，用火焰噴涂設備在鎳包鋁涂層上噴涂鎳石墨涂層。

所述的干燥分為除油靜子件晾干或用經油水分離處理過的壓縮空氣吹干。

本發明的優點是有效控制微型渦噴發動機運轉間隙，減少發動機作功介質?的泄漏、提高機械的運行效率。

附圖說明

圖1為微型渦噴發動機的結構示意圖；

圖2為噴涂鎳石墨的結構示意圖；

圖3為圖1的a部放大示意圖；

圖4為圖1的b部放大示意圖；

圖5為噴涂鎳石墨的相關數據表。

具體實施方式