[發明專利]一種針對薄壁金屬件制備隔熱涂層的方法

在審

• 申請號: 201711296200.6
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108048783A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 田偉智;畢榮榮;樊喜剛
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙曉宇

本發明屬于噴涂技術領域，具體涉及一種針對薄壁金屬件等離子噴涂制備隔熱涂層的方法。采用激光毛化技術對薄壁金屬件進行表面粗化處理，達到等離子噴涂工藝要求的粗糙度，同時在金屬基體表面加工50μm?100μm的半球形小孔，該孔徑與等離子焰流形成的液滴直徑相匹配，從而進一步提高了涂層與薄壁金屬基體的結合力。本發明通過激光毛化處理改善薄壁金屬基體表面粗糙度，控制基體粗化過程的變形程度，在基體表面加工精確可控的半球形小孔，其尺寸與粉體在等離子焰流中形成的液滴匹配，進一步提高基體與涂層的結合強度，保證了薄壁金屬基體表面涂層的可靠性。

技術領域

本發明屬于噴涂技術領域，具體涉及一種針對薄壁金屬件等離子噴涂制備隔熱涂層的方法。

背景技術

等離子噴涂作為一種航空航天常用的熱防護材料加工技術，具有噴涂材料范圍廣、涂層致密、結合強度高等優點。但金屬薄壁件在噴涂前表面吹砂過程中易出現結構失穩，產生變形，若表面粗化效果不佳易造成涂層與基體結合力低。激光毛化是一個復雜的激光與物質相互作用的冶金物理化學過程。用高能量密度、高重復頻率的脈沖激光束聚焦照射到材料表面,光能轉換為材料的熱能使得材料溫度升高，局部熔化、汽化。激光毛化技術具有毛化點形狀和分布可控，粗糙度和密度可大范圍精確調整等特點，非常適用于解決金屬薄壁件表面粗化加工問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種針對薄壁金屬件制備隔熱涂層的方法，具體技術方案如下：

一種針對薄壁金屬件制備隔熱涂層的方法，包括如下步驟：

(1)基體的選擇

通過吹砂試驗分析高溫合金基體表面粗化過程發生結構失穩的臨界厚度；

(2)激光毛化工藝研究

檢測隔熱涂層材料在等離子焰流中形成的液滴尺寸，采用激光毛化技術在薄壁高溫合金基體表面加工與液滴尺寸匹配的半球形小孔；檢測激光毛化處理后的基體表面粗糙度和變形程度；

(3)等離子噴涂工藝研究

采用等離子噴涂工藝制備氧化鋯隔熱涂層，優化噴涂工藝參數控制高溫合金基體變形，測試涂層結合強度并與吹砂處理制備的涂層進行對比。

本發明的有益效果

通過激光毛化處理改善薄壁金屬基體表面粗糙度，控制基體粗化過程的變形程度，在基體表面加工精確可控的半球形小孔，其尺寸與粉體在等離子焰流中形成的液滴匹配，進一步提高基體與涂層的結合強度，保證了薄壁金屬基體表面涂層的可靠性。

附圖說明

本發明共有4幅附圖

圖1為激光毛化加工孔徑尺寸示意圖；

圖2為等離子噴涂液滴尺寸示意圖；

圖3為激光毛化處理后制備的涂層微觀形貌圖；

圖4為激光毛化處理后制備的涂層結合強度示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

一種針對薄壁金屬件制備隔熱涂層的方法，包括如下步驟：

(1)制備厚度為2mm，3mm，4mm高溫合金基體，采用吹砂工藝(壓力-0.4MPa，射流角度-70°，距離-120mm，砂粒粒度-40目)對基體表面進行粗化，檢測發現厚度2mm高溫合金基體變形量超過1mm；