一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺的制作方法

本申请涉及金属涂层，具体而言，涉及一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺。

背景技术：

1、等离子喷涂镍包石墨、镍包硅藻土复合涂层是一种表面涂层技术，将镍粉末与石墨或硅藻土等材料复合，通过等离子喷涂技术在基材表面形成的一种复合涂层。这种复合涂层常用于高温环境和特殊工业领域，具有优异的耐磨、耐腐蚀和导热性能。

2、航空产品中，部分零件在500℃以下长期工作，导致润滑性能下降、磨耗增加，最终影响零件的强度和寿命。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其在零件表面制备复合涂层，通过复合涂层提高零件的耐磨、自润滑性能，解决航空产品中部分零件在500℃以下长期工作而导致润滑性能下降、磨耗增加的技术问题。

2、本申请实施例提供一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，包括以下步骤：

3、第1步，检查零件

4、喷涂前检查零件有无锈蚀和机械碰伤缺陷，拣出没有缺陷的零件；

5、第2步，除油

6、零件在吹砂前使用有机溶剂进行除油；

7、第3步，喷砂前保护

8、用保护夹具/保护胶带对零件的非喷涂部位进行保护；

9、第4步，吹砂

10、采用具有0～0.6mpa可调压力的压缩空气源和油水分离器的吹砂设备进行吹砂，该吹砂设备使用粒度为120～220目的白刚玉进行吹砂；

11、第5步，卸除保护夹具/保护胶带

12、零件吹砂后，卸除保护夹具/保护胶带，将零件表面的浮灰用经过过滤的压缩空气吹干净；

13、第6步，零件喷涂前的保护

14、用保护夹具/保护胶带对非喷涂表面进行保护；

15、第7步，预热

16、采用喷枪预热，预热应均匀，预热温度至80～150℃；

17、第8步，喷涂

18、喷涂前，把粉料放在烘箱内烘干，温度为80～120℃，烘干时长1h～1.5h；

19、底层采用等离子喷涂镍包铝底层，喷涂厚度为0.05～0.20mm；

20、面层采用等离子喷涂镍包石墨、镍包硅藻土复合面层，厚度为0.5～2.5mm；

21、第9步，检验

22、对涂层外观及性能进行检验。

23、进一步的，第4步中，吹砂处理时，喷涂的镍包铝底层的表面粗糙度平均值为5.0μm～7.6μm，喷涂的面层的粗糙度平均值为2.0μm～7.6μm。

24、进一步的，第8步中，烘干粉料时，使用在20～200℃范围内温度可调控制的烘箱，进行烘干温度调节。

25、进一步的，第8步中，喷涂时，使用惰性气体作为工作气体，通过等离子喷涂设备进行超高温粒子喷射。

26、进一步的，第8步中，所述镍包铝底层使用镍包铝粉末进行喷涂形成，所述镍包铝粉末的化学成分质量分数比为：17％≤al≤20％、c≤0.09％、s≤0.03％、o≤0.3％、fe≤0.06％，不可避免的杂质≤1％和余量的ni。

27、进一步的，所述镍包铝粉末由不同粒径范围的粉末组成，具体为+170≤5wt％、-170～+325≥85wt％、-325≤10wt％。

28、进一步的，第8步中，所述镍包石墨、镍包硅藻土面层使用镍包石墨粉末和镍包硅藻土粉末进行喷涂形成，其中，镍包石墨粉末和镍包硅藻土粉末的重量比为75/25；

29、其中，镍包石墨粉末的化学成分质量分数比为：74％≤ni≤76％、s≤0.05％、fe≤0.03％、不可避免的杂质≤0.01％和余量的c；

30、其中，所述镍包硅藻土粉末的化学成分质量分数比为：74.5％≤ni≤75.5％和余量的硅藻土。

31、进一步的，所述镍包石墨粉末由不同粒径范围的粉末组成，具体为：+170≤5wt％、-170～+325≥85wt％、-325≤10wt％。

32、进一步的，第8步中，在喷涂过程使用过滤的压缩空气冷却零件，防止基体和涂层过热，喷涂完毕，卸除喷涂保护夹具/保护胶带，并对非喷涂表面进行清理。

33、进一步的，喷涂前，需对每批零件做涂层硬度试验，试验合格后再进行零件喷涂。

34、本发明的有益效果：

35、本发明提供了一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，以等离子喷涂镍包铝为底层，等离子喷涂镍包石墨、镍包硅藻土复合为面层，对零件进行防护，适用于在500℃以下长期工作的零件，能够对零件进行防护，增强零件的强度和延长使用寿命。

技术特征：

1.一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第4步中，吹砂处理时，喷涂的镍包铝底层的表面粗糙度平均值为5.0μm～7.6μm，喷涂的面层的粗糙度平均值为2.0μm～7.6μm。

3.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第8步中，烘干粉料时，使用在20～200℃范围内温度可调控制的烘箱，进行烘干温度调节。

4.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第8步中，喷涂时，使用惰性气体作为工作气体，通过等离子喷涂设备进行超高温粒子喷射。

5.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第8步中，所述镍包铝底层使用镍包铝粉末进行喷涂形成，所述镍包铝粉末的化学成分质量分数比为：17％≤al≤20％、c≤0.09％、s≤0.03％、o≤0.3％、fe≤0.06％，不可避免的杂质≤1％和余量的ni。

6.根据权利要求5所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：所述镍包铝粉末由不同粒径范围的粉末组成，具体为+170≤5wt％、-170～+325≥85wt％、-325≤10wt％。

7.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第8步中，所述镍包石墨、镍包硅藻土面层使用镍包石墨粉末和镍包硅藻土粉末进行喷涂形成，其中，镍包石墨粉末和镍包硅藻土粉末的重量比为75/25；

8.根据权利要求7所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：所述镍包石墨粉末由不同粒径范围的粉末组成，具体为：+170≤5wt％、-170～+325≥85wt％、-325≤10wt％。

9.根据权利要求1所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：第8步中，在喷涂过程使用过滤的压缩空气冷却零件，防止基体和涂层过热，喷涂完毕，卸除喷涂保护夹具/保护胶带，并对非喷涂表面进行清理。

10.根据权利要求7所述的一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，其特征在于：喷涂前，需对每批零件做涂层硬度试验，试验合格后再进行零件喷涂。

技术总结本申请提供一种航空零件用复合涂层的喷涂工艺，涉及金属涂层技术领域，本发明以等离子喷涂镍包铝为底层，等离子喷涂镍包石墨、镍包硅藻土复合为面，配合复合涂层的喷涂工艺，对零件进行防护，适用于在500℃以下长期工作的零件，能够对零件进行防护，增强零件的强度和延长使用寿命。技术研发人员：李胜青,闫宏,吕灵可,续文纪,郭小庆受保护的技术使用者：山西航空发动机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11