[發(fā)明專利]一種復(fù)雜零件的外表面超音速噴涂涂層的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811429051.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109266994A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康忠明;張忠誠(chéng);朱暉朝;戴紅亮;王楓;鄺子奇;朱霞高
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省新材料研究所
• 主分類號(hào): C23C4/129
• 分類號(hào): C23C4/129;C23C4/02
• 代理公司: 廣東世紀(jì)專利事務(wù)所有限公司 44216
• 代理人: 曾忠群

本發(fā)明所述復(fù)雜零件的外表面超音速噴涂涂層的制備方法，主要步驟有：清除復(fù)雜零件外表面油污；對(duì)非噴涂面用工裝進(jìn)行保護(hù)；對(duì)需要噴涂的復(fù)雜零件外表面進(jìn)行噴砂處理，使零件噴涂面露出新鮮表面并粗化；最后超音速噴涂：復(fù)雜零件在轉(zhuǎn)臺(tái)上高速旋轉(zhuǎn)的情況下，通過(guò)調(diào)整不同面的搭結(jié)面寬度和噴槍移動(dòng)速度及角度，從而在零件表面噴涂上均勻的涂層，涂層厚度在±0.03之內(nèi)，結(jié)合力大于70MPa，涂層硬度Hv0.3大于1000。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超音速火焰噴涂技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用超音速火焰噴涂技術(shù)在復(fù)雜零件外表面噴涂WC-10Ni涂層的制備方法。

背景技術(shù)

目前，超音速火焰噴涂技術(shù)主要有用氧氣作為助燃劑的HVOF和用空氣作為助燃劑的HVAF兩種。

HVOF是以燃料航空煤油與助燃劑(O2)以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，因燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以高速通過(guò)膨脹管獲得超音速。同時(shí)通入送粉氣(Ar或N2)，定量沿燃燒頭內(nèi)碳化鎢中心套管送入高溫燃?xì)庵校煌涑鰢娡坑诹慵闲纬赏繉?。在噴涂機(jī)噴嘴出口處產(chǎn)生的焰流速度一般為音速的4倍，即約1520m/s，最高可高達(dá)2400m/s(具體與燃燒氣體種類，混合比例，流量，粉末質(zhì)量和粉末流量等有關(guān))。粉末撞擊到零件表面的速度大約為550-760m/s，因此形成孔隙率低、與基體材料結(jié)合強(qiáng)度高的高質(zhì)量涂層，正因?yàn)橛羞@些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前在各行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

HVOF噴涂WC-10Ni 涂層由于硬度高，涂層硬度HV0.3大于1000，在復(fù)雜表面上非常難加工，還要求在噴涂過(guò)程去控制涂層厚度的均勻性（±0.05mm），從而直接達(dá)到零件的圖紙或規(guī)范要求，盡量避免涂層的后加工，提高零件的制作效率，降低成本。

現(xiàn)有復(fù)雜零件外表面涂層的噴涂方法多采用仿型噴涂，在同一零件上噴涂時(shí)，搭結(jié)面寬度、走槍速度都是固定值，因此很容易造成零件的涂層不均勻，尤其是外表面不規(guī)則的復(fù)雜零件的涂層更加不均勻，需進(jìn)行涂層后加工，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問(wèn)題和不足，提供一種：通過(guò)噴涂工藝的參數(shù)調(diào)整，主要調(diào)整在同一零件噴涂時(shí)的搭結(jié)面寬度及噴槍移動(dòng)速度，有效解決復(fù)雜零件外表面噴涂涂層的不均勻性問(wèn)題，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目的的復(fù)雜零件的外表面超音速噴涂涂層的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述復(fù)雜零件的外表面超音速噴涂涂層的制備方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟：

（一）、清除復(fù)雜零件外表面油污和對(duì)非噴涂面用工裝進(jìn)行保護(hù)；

（二）、對(duì)需要噴涂的復(fù)雜零件外表面進(jìn)行噴砂處理，使復(fù)雜零件的噴涂面露出新鮮表面并粗化；

（三）、把復(fù)雜零件在臥式轉(zhuǎn)臺(tái)上夾緊，以便于輕松而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)零件；

（四）、選擇和設(shè)置超音速噴涂的工藝參數(shù)，對(duì)噴涂面進(jìn)行熱噴涂：根據(jù)復(fù)雜零件不同噴涂面的情況，選擇和設(shè)置熱噴涂的工藝參數(shù)，并根據(jù)噴涂面的正常面和交結(jié)處面的情況調(diào)整相應(yīng)的搭結(jié)面寬度和噴槍移動(dòng)速度，從而在對(duì)噴涂面進(jìn)行熱噴涂時(shí)，能在轉(zhuǎn)臺(tái)上高速旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜零件外表面噴涂上均勻的涂層，涂層均勻性在±0.05mm內(nèi)，結(jié)合力大于70MPa，硬度HV0.3大于1000，涂層孔隙率小于1%。

本發(fā)明采用在同一復(fù)雜零件噴涂時(shí)，根據(jù)正常面和交結(jié)處面的情況采用不同的搭結(jié)面寬度、噴槍移動(dòng)速度（走槍速度），從而達(dá)到涂層的均勻性要求。正常面指的是正常的弧型面和平面，交結(jié)處面是指弧型與弧型、弧型與平面的交結(jié)處面。所述調(diào)整不同的搭結(jié)面寬度和噴槍移動(dòng)速度是：在復(fù)雜零件外表面的弧型面和平面噴涂時(shí)，采用搭結(jié)面寬度為4mm，走槍速度為20mm/s；

在復(fù)雜零件外表面的弧型與弧型、弧型與平面的交結(jié)處面噴涂時(shí)，采用搭結(jié)面寬度為4mm，走槍速度為30mm/s；或者采用搭結(jié)面寬度為6mm，走槍速度為20mm/s。