[發明專利]一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統及使用方法

有效

• 申請號: 202011034104.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112267110B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊冠軍;石秋生;劉梅軍;陳林;李長久
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統及其使用方法，屬于材料表面改性和涂層技術領域。一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統包括葉片固定模塊、第一感應加熱頭和第二感應加熱頭，第一感應加熱頭和第二感應加熱頭，位于葉片固定木塊的正上方和側面，通過控制第一感應加熱頭、第二感應加熱頭與葉片基體的距離，對葉片基體的不同部位實現不同溫度的梯度預熱，從而減緩殘余應力，防止葉片根部過熱影響其力學行為。此外制冷模塊可以保護電路控制模塊和第一感應加熱頭、第二感應加熱頭不被燒壞。

技術領域

本發明涉及材料表面改性和涂層技術領域，具體涉及一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統及使用方法。

背景技術

隨著航空工業對渦輪發動機的推力、推重比及燃油效率的要求越來越高，發動機的進口溫度和燃氣壓力逐漸增大，發動機的壓氣機及渦輪葉片部分服役環境更加惡劣，特別是葉尖部分。一方面，葉尖為發生摩擦的主要部位，壓氣機在高速旋轉過程中，在間隙偏差、超轉等工況條件下都會導致葉尖與機匣內壁發生強烈摩擦，造成摩擦熱積累及葉尖磨損等問題。另一方面，發動機工作時，在高速燃氣流的作用下，葉尖端面受到振動應力，整個葉片的溫度分布不均勻，葉尖溫度高，葉片根部溫度低，溫度分布不同，又形成了溫差應力，會使得葉尖端面在長時間工作產生裂紋。這些問題可以通過在葉尖端面制備具有減緩應力作用的切削涂層得到解決，從而充分保護葉尖端面。但目前尚未有制備具有減緩應力作用的葉尖切削涂層的相關設備。因此，亟待開發一種可用來制備一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提出了一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統及使用方法，該系統可以用于制備具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層，從而解決了葉尖端面各處由于存在溫差使得葉尖端面易產生裂紋的問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統，包括葉片固定模塊、第一感應加熱頭、第二感應加熱頭、制冷模塊、電路控制模塊，所述第一感應加熱頭和第二感應加熱頭分別位于葉片固定模塊的上方和側面，所述第一感應加熱頭、第二感應加熱頭均與電路控制模塊通信連接，所述第一感應加熱頭、第二感應加熱頭、電路控制模塊均與制冷模塊管路連接；

所述葉片固定模塊用于固定葉片基體，所述第一感應加熱頭和第二感應加熱頭分別對葉片基體的葉尖端面和葉身進行加熱，所述電路控制模塊用于控制第一感應加熱頭和第二感應加熱頭的加熱參數，所述制冷模塊為第一感應加熱頭、第二感應加熱頭、電路控制模塊進行制冷。

進一步地，還包括兩組調速模塊，第一感應加熱頭、第二感應加熱頭分別固定安裝在調速模塊上。

進一步地，調速模塊包括滑軌底座、皮帶、電動滑塊、電機、控制器，第一感應加熱頭或第二感應加熱頭固定安裝在電動滑塊上，電動滑塊固定安裝在皮帶上，皮帶傳動安裝在滑軌底座上，電機固定安裝在滑軌底座上，電機與控制器通信連接；電機帶動皮帶移動時，皮帶帶動第一感應加熱頭或第二感應加熱頭移動。

進一步地，第二感應加熱頭為長條體形狀，第二感應加熱頭的長度與葉片基體的高度相等，寬度為0.3-1cm；第二感應加熱頭傾斜放置在葉身的左側，第二感應加熱頭的上端與葉尖端面齊平，傾斜角度為5-10°。

進一步地，第一感應加熱頭為長條體形狀，第一感應加熱頭的寬度與第二感應加熱頭的寬度相等；第一感應加熱頭平行放置在葉尖端面正上方。

一種具有減緩殘余應力作用的葉尖切削涂層制備系統的使用方法，包括以下步驟：

S1、將涂覆有粘結合金層和撒布有硬質陶瓷顆粒的葉片基體固定在葉片固定模塊上，其中葉尖端面朝上；

S2、分別將第一感應加熱頭和第二感應加熱頭移動至葉尖端面的正上方和葉身左側；

S3、啟動制冷模塊；