分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具和噴涂方法與流程

本發(fā)明涉及零件表面噴涂，具體地，涉及一種分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具和噴涂方法。

背景技術(shù)：

1、燃?xì)鉁u輪外環(huán)是燃?xì)鉁u輪部件的重要組成部分，常規(guī)的渦輪外環(huán)為整環(huán)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)圓面噴涂鈷鎳鉻鋁釔(conicraly)耐高溫防護(hù)涂層，采用真空等離子噴涂工藝進(jìn)行噴涂，為成熟的工藝方法。

2、某型發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪外環(huán)不同于常規(guī)的整環(huán)結(jié)構(gòu)，由整環(huán)結(jié)構(gòu)分成12段構(gòu)成，如圖1和圖2所示，需針對(duì)分段結(jié)構(gòu)在內(nèi)圓面噴涂鈷鎳鉻鋁釔(conicraly)耐高溫防護(hù)涂層。

3、針對(duì)這種特殊的分段式渦輪外環(huán)的噴涂，公開(kāi)號(hào)為cn113981355a的專(zhuān)利公開(kāi)一種分瓣外環(huán)組件噴涂夾具及方法，噴涂夾具包括夾具本體、底座，所述夾具本體與所述底座連接；所述夾具本體包括用于定位及壓緊的第一壓緊元件、若干用于從圓環(huán)徑向進(jìn)行夾緊的夾緊元件、用于從圓環(huán)軸向進(jìn)行壓緊的第二壓緊元件，所述第一壓緊元件、所述夾緊元件、所述第二壓緊元件均為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第二壓緊元件蓋合于所述第一壓緊元件上并與其可拆卸連接，所述夾緊元件與第一壓緊元件圓環(huán)側(cè)部可拆卸連接；底座在不同的工作狀態(tài)下分別與第一壓緊元件或第二壓緊元件可拆卸連接。噴涂方法包括以下步驟：s1：清洗外環(huán)組件；s2：在外環(huán)組件的非噴涂區(qū)域包裹保護(hù)層；s3：對(duì)外環(huán)組件進(jìn)行吹砂處理以粗化工件上待噴涂區(qū)域的表層；s4：將若干外環(huán)組件固定在夾具本體上，再將夾具本體固定在底座上；s5：轉(zhuǎn)動(dòng)底座同時(shí)使噴槍上下移動(dòng)進(jìn)行噴涂；s6：將夾具本體從底座上拆下并進(jìn)行180度翻轉(zhuǎn)后再次固定在底座上；s7：轉(zhuǎn)動(dòng)底座同時(shí)使噴槍上下移動(dòng)進(jìn)行噴涂；s8：檢測(cè)是否噴涂完畢，若是則進(jìn)入下一步，若否則返回步驟s4；s9：將外環(huán)組件從夾具本體上拆下后進(jìn)行涂后清理。

4、上述專(zhuān)利所提供的噴涂夾具和噴涂方法，仍存在以下缺陷：采用整體夾具作整圓式夾持分段式渦輪外環(huán)進(jìn)行噴涂，由于每個(gè)渦輪外環(huán)段存在上下左右四個(gè)側(cè)面，一方面噴涂過(guò)程中會(huì)在左右兩側(cè)非噴涂區(qū)噴涂上涂層；另一方面，受限于其裝夾方式，后續(xù)通過(guò)旋轉(zhuǎn)夾具和使噴槍上下移動(dòng)進(jìn)行噴涂，會(huì)導(dǎo)致噴涂涂層厚度極不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可對(duì)渦輪外環(huán)段非噴涂面進(jìn)行有效防護(hù)的分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具。

2、本發(fā)明同時(shí)提供一種可最大限度控制噴涂面涂層厚度均勻的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法。

3、本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具，包括中心轉(zhuǎn)軸和繞設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸外周并隨中心轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)夾持結(jié)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)具有用于夾持渦輪外環(huán)段的夾持口，所述夾持口通過(guò)包覆渦輪外環(huán)段外周，使渦輪外環(huán)段僅暴露噴涂面在外，且所述噴涂面背離中心轉(zhuǎn)軸并平行于中心轉(zhuǎn)軸軸向布置，多個(gè)所述夾持口的夾持中心處于中心轉(zhuǎn)軸的同一徑向平面上。

5、進(jìn)一步地，所述中心轉(zhuǎn)軸外周設(shè)有定位環(huán)，所述夾持結(jié)構(gòu)通過(guò)連接件和定位環(huán)連接。

6、進(jìn)一步地，所述夾持結(jié)構(gòu)包括沿中心轉(zhuǎn)軸軸向方向?qū)u輪外環(huán)段進(jìn)行夾持的底板和蓋板，還包括分別設(shè)置在底板和蓋板兩側(cè)的側(cè)板，所述夾持口由底板、蓋板和兩個(gè)側(cè)板圍合形成，所述底板和/或蓋板上還設(shè)有卡槽用于和渦輪外環(huán)段適配裝夾。

7、一種分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，采用如上所述的噴涂用夾具裝夾渦輪外環(huán)段，噴涂方法包括：噴涂過(guò)程中，噴槍沿中心轉(zhuǎn)軸徑向方向垂直于渦輪外環(huán)段最凹處噴涂面并沿平行于中心轉(zhuǎn)軸軸向方向往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行噴涂，所述中心轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行；噴涂過(guò)程中還設(shè)置有通過(guò)將夾持結(jié)構(gòu)翻邊安裝，使渦輪外環(huán)段實(shí)現(xiàn)翻邊噴涂的步驟。

8、進(jìn)一步地，噴槍噴涂參數(shù)為：氬氣氣體壓力為0.6～1.4mpa，氫氣氣體壓力為0.5～1.2mpa；氬氣氣體流量為40±10nlpm，氫氣氣體流量為12±5nlpm，噴涂距離為300±50mm。

9、進(jìn)一步地，噴涂方法還包括：噴涂過(guò)程中，噴槍沿中心轉(zhuǎn)軸軸向方向設(shè)置第一傾斜角度進(jìn)行噴涂，噴槍的槍頭低于槍尾。

10、更進(jìn)一步地，噴涂方法還包括：噴涂過(guò)程中，噴槍朝渦輪外環(huán)段最凹處兩側(cè)的任一噴涂面設(shè)置第二傾斜角度進(jìn)行噴涂。

11、進(jìn)一步地，噴涂完成后，需對(duì)渦輪外環(huán)段進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理的工藝參數(shù)為：擴(kuò)散溫度為980℃±10℃，保溫6h～8h，真空度133.3×10-3pa～133.3×10-1pa。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

13、本發(fā)明的夾具可實(shí)現(xiàn)將渦輪外環(huán)段內(nèi)圓噴涂面外翻裝夾，將傳統(tǒng)內(nèi)圓噴涂方式改變?yōu)橥鈭A噴涂方式，并通過(guò)夾持結(jié)構(gòu)對(duì)非噴涂面進(jìn)行包覆，實(shí)現(xiàn)分段式渦輪外環(huán)簡(jiǎn)單快速且順利噴涂的同時(shí)，防止非噴涂面被誤噴。

14、本發(fā)明的噴涂方法結(jié)合噴涂用夾具的外翻裝夾和中心轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)作用，通過(guò)改變渦輪外環(huán)段的裝夾方式、增加中心轉(zhuǎn)軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)操作、適當(dāng)改變噴槍移動(dòng)路徑等，最大限度提升渦輪外環(huán)段噴涂面涂層厚度的均一性及涂層與基體的結(jié)合度。

15、本發(fā)明噴涂方法所制定的擴(kuò)散熱處理工藝參數(shù)保證了噴涂面致密度高、孔隙率低的組織形貌，顯微組織顯示出界面結(jié)合良好，可看到明顯的擴(kuò)散層。

技術(shù)特征：

1.一種分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具，其特征在于,包括中心轉(zhuǎn)軸和繞設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸外周并隨中心轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)夾持結(jié)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)具有用于夾持渦輪外環(huán)段的夾持口，所述夾持口通過(guò)包覆渦輪外環(huán)段外周，使渦輪外環(huán)段僅暴露噴涂面在外，且所述噴涂面背離中心轉(zhuǎn)軸并平行于中心轉(zhuǎn)軸軸向布置，多個(gè)所述夾持口的夾持中心處于中心轉(zhuǎn)軸的同一徑向平面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具，其特征在于，所述中心轉(zhuǎn)軸外周設(shè)有定位環(huán)，所述夾持結(jié)構(gòu)通過(guò)連接件和定位環(huán)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具，其特征在于，所述夾持結(jié)構(gòu)包括沿中心轉(zhuǎn)軸軸向方向?qū)u輪外環(huán)段進(jìn)行夾持的底板和蓋板，還包括分別設(shè)置在底板和蓋板兩側(cè)的側(cè)板，所述夾持口由底板、蓋板和兩個(gè)側(cè)板圍合形成，所述底板和/或蓋板上還設(shè)有卡槽用于和渦輪外環(huán)段適配裝夾。

4.一種分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的噴涂用夾具裝夾渦輪外環(huán)段，噴涂方法包括：噴涂過(guò)程中，噴槍沿中心轉(zhuǎn)軸徑向方向垂直于渦輪外環(huán)段最凹處噴涂面并沿平行于中心轉(zhuǎn)軸軸向方向往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行噴涂，所述中心轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行；噴涂過(guò)程中還設(shè)置有通過(guò)將夾持結(jié)構(gòu)翻邊安裝，使渦輪外環(huán)段實(shí)現(xiàn)翻邊噴涂的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，噴槍噴涂參數(shù)為：氬氣氣體壓力為0.6～1.4mpa，氫氣氣體壓力為0.5～1.2mpa；氬氣氣體流量為40±10nlpm，氫氣氣體流量為12±5nlpm，噴涂距離為300±50mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，噴涂方法還包括：噴涂過(guò)程中，噴槍沿中心轉(zhuǎn)軸軸向方向設(shè)置第一傾斜角度進(jìn)行噴涂，噴槍的槍頭低于槍尾。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，所述第一傾斜角度為25°～35°。

8.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，噴涂方法還包括：噴涂過(guò)程中，噴槍朝渦輪外環(huán)段最凹處兩側(cè)的任一噴涂面設(shè)置第二傾斜角度進(jìn)行噴涂。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，所述第二傾斜角度為25°～35°。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段式渦輪外環(huán)噴涂方法，其特征在于，噴涂完成后，需對(duì)渦輪外環(huán)段進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理的工藝參數(shù)為：擴(kuò)散溫度為980℃±10℃，保溫6h～8h，真空度133.3×10-3pa～133.3×10-1pa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種分段式渦輪外環(huán)噴涂用夾具和噴涂方法，其中夾具包括中心轉(zhuǎn)軸和繞設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸外周并隨中心轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)夾持結(jié)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)具有用于夾持渦輪外環(huán)段的夾持口，所述夾持口通過(guò)包覆渦輪外環(huán)段外周，使渦輪外環(huán)段僅暴露噴涂面在外，且所述噴涂面背離中心轉(zhuǎn)軸并平行于中心轉(zhuǎn)軸軸向布置，多個(gè)所述夾持口的夾持中心處于中心轉(zhuǎn)軸的同一徑向平面上。夾具可實(shí)現(xiàn)渦輪外環(huán)段噴涂面外翻裝夾噴涂，通過(guò)夾持結(jié)構(gòu)對(duì)非噴涂面進(jìn)行包覆，防止非噴涂面被誤噴。噴涂方法結(jié)合夾具裝夾及中心轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)作用，通過(guò)改變渦輪外環(huán)段的裝夾方式、增加中心轉(zhuǎn)軸的正反轉(zhuǎn)操作、改變噴槍移動(dòng)路徑等，最大限度提升渦輪外環(huán)段噴涂面涂層厚度的均一性。

技術(shù)研發(fā)人員：王仕成,張遠(yuǎn)應(yīng),梁加寬,郭建云,殷倩楠,云海濤,陳建強(qiáng),苗小峰,尚延濤,盧磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)南方工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30