專利名稱：一種具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法
技術領域：
本發明屬于熱噴涂技術在可磨耗封嚴涂層領域中的應用。
背景技術：
高推比航空發動機高壓壓氣機機匣材料為鈦合金材料，在發動機運行過程中鈦合金壓氣機機匣會囚碰撞或摩擦起火，即出現所謂的“鈦火”。為保證在使用過程中的安全可靠性，需要在鈦合金部件表面沉積防鈦火涂層。根據發動機工作原理，在壓氣機機匣內壁的涂層首先應起到可磨耗封嚴的作用， 保證轉子葉片葉尖與機匣內環間的徑向間隙，巡兔壓氣機效率的降低。因此該項目的防鈦火涂層應該是兼具可磨耗封嚴和防鈦火兩種功能的涂層，防鈦火涂層應具有良好的導熱或者隔熱效果以及良好的抗氧化性能和低的燃燒熱值，可磨耗封嚴涂層應具有硬度適中、可刮削性好、以及相對低的摩擦系數等性能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，綜合防鈦火涂層和可磨耗封嚴涂層這兩類涂層的性能需求，設計了三層涂層體系，該體系對鈦合金熱防護性能良好，涂層具有一定的抗沖刷性，可磨耗性良好，涂層摩撩系數低，可以用于鈦合金機匣的防鈦火涂層。本發明具體提供了一種具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于所述涂層為三層涂層體系，其中底層為Ni3Al涂層，中間層為ZrO2 · Y2O3隔熱涂層，面層為CuAl/BN可磨耗封嚴涂層。采用等離子噴涂法制備，其工藝參數為
底層工藝電流為50(Γ520Α，噴涂距離為12(Tl40mm，噴涂功率為30 35kW ； 中間層工藝電流為60(Γ620Α，噴涂距離為8(Tll0mm，噴涂功率為42 46kW ； 面層工藝電流為36(Γ420Α，噴涂距離為ll(Tl30mm，噴涂功率為20 25kW。M3Al金屬間化合物噴涂粉末能夠有效降低底層材料與鈦合金基體的反應性，該底層與鈦合金基體反應性低，綜合性能優異。其中M3Al層噴涂粉末的成分為Ni85 87Wt%、 八113 151丨％，粒度分布見表1。表1 Ni3Al粉末的粒度分布(Wt %)
權利要求
1.一種具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于所述涂層為三層涂層體系，其中底層為Ni3Al涂層，中間層為^O2-Y2O3隔熱涂層，面層為CuAl/BN可磨耗封嚴涂層；采用等離子噴涂法制備，其工藝參數為底層工藝電流為50(Γ520Α，噴涂距離為12(Tl40mm，噴涂功率為30 35kW ；中間層工藝電流為60(Γ620Α，噴涂距離為8(Tll0mm，噴涂功率為42 46kW ；面層工藝電流為36(Γ420Α，噴涂距離為ll(Tl30mm，噴涂功率為20 25kW。
2.按照權利要求1所述具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于 三層涂層的厚度分別為底層0. 07 0. 15mm，中間層0. 10 0· 20mm，面層0. 8 1. 2mm。
3.按照權利要求1所述具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于 Ni3Al粉末的粒度分布為重量百分比+100目≤5%、-100目 +325目≥80%,-325目≤15%， CuAl/BN粉末的粒度分布為重量百分比+80目≤5%、-80目 +325目≥65%,-325目≤30%。
4.按照權利要求1所述具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于 零件噴涂前基體粗糙度Ra不小于3. 8 μ m，層間噴涂時間間隔不大于lh，噴涂前基體預熱溫度不低于80°C。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種具有防鈦火功能的可磨耗封嚴涂層的制備方法，其特征在于所述涂層為三層涂層體系，其中底層為Ni3Al涂層，中間層為ZrO2·Y2O3隔熱涂層，面層為CuAl/BN可磨耗封嚴涂層。采用等離子噴涂法制備，其工藝參數為底層工藝電流為500~520A，噴涂距離為120~140mm，噴涂功率為30~35kW；中間層工藝電流為600~620A，噴涂距離為80~110mm，噴涂功率為42~46kW；面層工藝電流為360~420A，噴涂距離為110~130mm，噴涂功率為20~25kW。該體系對鈦合金熱防護性能良好，涂層具有一定的抗沖刷性，可磨耗性良好，涂層摩撩系數低，可以用于鈦合金機匣的防鈦火涂層。
文檔編號C23C4/08GK102560322SQ20101060481
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者劉艷, 張佳平, 王璐, 袁福河, 鄭渠英 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司