[發明專利]一種機械零件密封涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201510860695.5
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105385976A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 郭永明;朱勝;宋占永;于鶴龍;魏敏;楊玲玲;劉宏偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本領域屬于機械加工領域，尤其涉及一種機械零件密封涂層的制備方法。

背景技術

泄露是機械設備常產生的故障之一。造成泄露的原因主要有兩方面：一是由于機械加工的結果，機械產品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，因此，在機械零件聯接處不可避免地會產生間隙；二是密封兩側存在壓力差，工作介質就會通過間隙而泄露。減小或消除間隙是阻止泄露的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露的阻力。

密封是防止流體或固體顆粒從相鄰結合面間泄露以及防止外界雜質(如灰塵與水分等)侵入機器設備內部的零部件或措施。常用的密封形式有墊片密封、O型圈密封、石棉扭繩密封、螺紋密封及機械密封等等。對于有相對運動的旋轉機械密封主要采用機械密封形式。機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。機械密封經常由于外來雜質、顆粒磨損密封面，摩擦過熱破壞密封材料，密封面配合超差等原因失效，發生泄漏。如何改善潤滑條件，從而達到控制摩擦、減少磨損的目的，是提高密封可靠性的關鍵問題。

目前，常用的工藝是采用熱噴涂技術制備機械密封涂層，熱噴涂是以一定形式的熱源將噴涂材料加熱至熔融或半熔融狀態，并用高速氣流使其霧化，高速噴射到工件表面形成一層牢固的涂層的一種表面加工技術。采用熱噴涂技術制備的可磨耗自潤滑涂層，具有良好的導電導熱性和較低的摩擦系數，因其具有較好的可磨耗性，作為機械密封涂層可有效降低密封配合間隙。

但是，由于密封面通常存在一個或多個環形密封溝槽，在噴涂加工過程中密封溝槽又不能被涂層覆蓋，所以在噴涂加工前處理時，需對密封溝槽進行防護。現階段，工程實際中常以鐵絲或鐵皮纏繞的方法對密封溝槽進行防護，可磨耗自潤滑涂層為軟質涂層，涂層內部疏松，涂層內聚強度低，在防護材料去除時，溝槽邊緣處的涂層極易發生剝落現象，影響密封涂層的質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械零件密封涂層的制備方法，本發明提供的制備方法能有效解決溝槽邊緣涂層易剝落的現象。

本發明提供一種機械零件密封涂層的制備方法，包括以下步驟：

A)將n層膠帶纏繞在零件的密封溝槽上，實現密封溝槽的防護；

B)將所述零件的外表面進行粗化，得到粗化的零件；

C)在所述粗化的零件上噴涂粘結涂層，然后去除至少一層附著有粘結層的膠帶；

D)在步驟C)噴涂有粘結層的零件上噴涂工作涂層，所述膠帶上的附著的涂層每次達到臨界厚度，去除一層附著有涂層的膠帶，直至完成工作層的噴涂；

其中，n≤N+3且n≥N-3和δ/δ_c中較大的一個；

N為h/θ的整數部分，θ為每層膠帶厚度，h為密封溝槽的深度，δ為工作層厚度，δ_c為臨界厚度，所述臨界厚度為當工作層測試涂層受到剪切力作用時，涂層邊緣能夠保持完整的最大涂層厚度。

優選的，所述膠帶為高溫膠帶。

優選的，N-1≤n≤N+1。

優選的，所述臨界厚度按照以下方法測試得到：

將多條膠帶平行粘貼至粗化的零件上，所述膠帶之間的距離為3～10mm，將工作層噴涂至粘貼有膠帶的零件表面，每噴涂10～20μm厚度的涂層，去除一層膠帶，直至工作層邊緣出現破損，則上一膠帶取下時涂層的厚度即為臨界厚度。

優選的，所述步驟D)具體包括：

在噴涂有粘結層的表面噴涂工作層，所述膠帶上的涂層每次達到臨界厚度時，停車冷卻工作層，在冷卻的過程中去除至少一層膠帶，直至完成工作層的噴涂。

優選的，所述溝槽的寬度比所述膠帶的寬度大0.05～0.1mm；

所述膠帶的長度比溝槽的長度大2～3。

優選的，所述步驟B)中的粗化具體包括以下步驟：

將零件的外表面進行噴砂處理，得到粗化的零件。

優選的，所述步驟B)完成粗化后表面粗糙度為Rz3.2～12.5。

優選的，所述粘結涂層的材質為Al/Ni粉體；

所述噴涂粘結層的方法為氧-乙炔火焰噴涂或等離子噴涂。

優選的，所述工作涂層的材質為Ni/C粉體；

所述噴涂工作層的方法為氧-乙炔火焰噴涂或等離子噴涂。