[發明專利]一種鈷鉻鎢耐磨涂層的超音速火焰噴涂工藝

在審

• 申請號: 201711014255.3
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109722618A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 丁志偉;張進;趙永崗
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明國際動力工業有限公司
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/02;C23G5/032;C23C4/08
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本發明涉及一種制備鈷鉻鎢耐磨涂層的超音速火焰噴涂工藝，屬于熱噴涂制備鈷鉻鎢涂層技術領域。主要包括：噴涂前準備、清洗除油、烘干、用耐高溫膠帶進行吹砂保護、剛玉砂吹砂、超音速火焰噴涂、零件清理等步驟。采用該工藝對美國GE公司某燃氣輪機零件表面噴涂鈷鉻鎢涂層，滿足設計要求的涂層厚度，而且制備的涂層孔隙率小于1%，涂層組織致密無氧化物和裂紋，涂層與基體結合強度高，硬度符合GE相關標準。該工藝已達到世界先進水平。

技術領域

本發明屬于熱噴涂制備鈷鉻鎢涂層技術領域，特別涉及一種鈷鉻鎢耐磨涂層的超音速火焰噴涂工藝。

背景技術

鈷鉻鎢涂層能耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化，廣泛應用于航空噴氣發動機，工業燃氣輪機等關鍵部件上。某燃氣輪機零件表面也需要熱噴涂該涂層。鈷鉻鎢涂層屬于硬質合金涂層，涂層硬而脆，熱噴涂過程中易氧化，在涂層組織中產生氧化物，影響涂層質量。超音速火焰噴涂（HVOF），具有極高的焰流速度和較低的溫度，在噴涂金屬碳化物和金屬合金等材料方面具有明顯的優勢，國外通常采用超音速火焰噴涂鈷鉻鎢涂層。相關技術標準對于采用HVOF方法制備的鈷鉻鎢涂層有著嚴格要求。為滿足客戶需要，順利實現批產，急需進行大量現場試驗以及技術攻關。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種鈷鉻鎢耐磨涂層的超音速火焰噴涂工藝，該工藝方法制備出的鈷鉻鎢涂層的硬度和金相滿足客戶要求，氧化物少，孔隙率低。本發明采用的技術方案如下：

噴涂前準備，噴涂前將噴涂用鈷鉻鎢粉末放在80 ℃～90 ℃的烘箱內烘干1 h～2 h；

清洗，用脫脂棉蘸丙酮對零件進行仔細的刷洗，徹底除去表面的油污和其它雜物，除油后用干凈的壓縮空氣吹干；

吹砂前保護，用耐高溫膠帶保護好零件的非吹砂表面及少部分噴涂區域（便于測量試樣和涂層的厚度），一定要確保非吹砂表面不受損傷。耐高溫膠帶不得遮蔽吹砂表面；

吹砂，采用自動吹沙機吹沙，吹砂機具有0～0.6 MPa可調風壓氣源，并配有油水分離器。壓力式吹砂機，使用20目白剛玉砂，風壓控制在0.05~0.20MPa，吹砂距離在80~120mm，吹砂角度60～85°;

進一步的，要求：1）吹砂后的零件表面應是均勻無金屬光澤的粗糙表面，不允許有漏吹或過吹現象;

2）吹砂后的零件表面應保持良好的清潔狀態，避免吹砂表面污染，如：手印、各種沾染凝聚物等，將零件表面的浮灰用經過油水分離器過濾的、潔凈的壓縮空氣吹干凈;3）吹砂后要求在2 h內進行噴涂，若超過規定的時間，必須進行重新吹砂；

噴涂，在規定的區域內超音速火焰噴涂鈷鉻鎢。1）用干凈的壓縮空氣將零件表面的浮灰清除，并固定在專用夾具上;2）按以上參數對零件進行噴涂，注意噴涂角度和走槍速度。3）安裝冷卻裝置，調整冷卻樹的距離與風壓。4）在噴涂過程中，采用間歇、多次噴涂的方法，每次噴涂間斷時間為40秒，保持零件在噴涂過程中溫度均衡，有利于避免涂層產生裂紋。5）具體參數：使用氫氣作為燃氣，壓力85±10psi，流量1500±50SCFH；氧氣壓力70±10psi，流量550±30SCFH；使用氬氣作為送粉氣，壓力55±5psi，流量55SCFH；每噴涂一定時間應中斷噴涂，進行冷卻，保證零件溫度不大于200℃；噴涂距離180±10mm;

清理，噴涂完畢，拆除噴涂保護夾具及膠帶，并清理零件表面的浮灰，做好標記。；

本發明的有益效果：（1）本發明通過試驗論證確定了鈷鉻鎢耐磨涂層超音速火焰噴涂的工藝;（2）采用該工藝制備的涂層，金相組織穩定滿足相關客戶標準要求，硬度高，耐磨損。（3）經實際生產證明：采用該工藝制備出的鈷鉻鎢耐磨涂層，其硬度、結合強度、孔隙率和金相等性能指標都達到國際標準，滿足了國外客戶的需要。

附圖說明

圖1為噴涂該種涂層的某燃氣輪機零件示意圖；