專(zhuān)利名稱(chēng)：：在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種多次涂鍍加工鋁硅釔涂層方法，特別涉及了一種在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片上兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的方法。
背景技術(shù)：
：中國(guó)專(zhuān)利200310104832.X，公開(kāi)號(hào)為CN1607264公開(kāi)了一種鋁硅釔擴(kuò)散合金化涂層的制備方法，該A1-Si-Y擴(kuò)散合金化涂層，由下述方法獲得將重量成分為硅4.55.5、釔1.11.S、鋁余量的合金制成陰極靶材；將待涂工件置于陰極與陽(yáng)極之間；在陰極與陽(yáng)極之間施加電場(chǎng)，使陰極合金涂層材料轉(zhuǎn)化為等離子束流，并朝待涂敷的工件表面定向加速運(yùn)動(dòng)，與工件表面相互作用后，產(chǎn)生表面凝聚，形成涂層，參數(shù)為真空度P<5.32X10—2Pa，電弧電流400-600A，電弧電壓30-50V，沉積時(shí)間l-3h;將沉積后工件真空退火，參數(shù)為真空度P<1.33X10—屮a，溫度1000-IIO(TC，時(shí)間3-5h。所用的制備方法公開(kāi)了鋁硅釔涂層沉積前對(duì)工件表面的的離子清理過(guò)程和制備過(guò)程中的工藝參數(shù)。該方法是將工件置于陰極與陽(yáng)極之間，靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的一次性均勻涂鍍，顯而易見(jiàn)的不足是不能在涂層厚度要求不一致的同一工件上實(shí)施完成涂鍍。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能夠在厚度要求不一致的同一工件上實(shí)施兩次涂層的方法。以解決葉片表面鋁硅釔涂層厚度設(shè)計(jì)值差異較大的問(wèn)題，本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明提出的一種在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法，包括，將工件置于含鋁硅釔成份的真空陰極電弧離子鍍?cè)O(shè)備的陰極與陽(yáng)極之間，并施加電場(chǎng)，按常規(guī)工藝參數(shù)對(duì)上述工件實(shí)施第一次表面涂層，其特征在于，在所述的第一次表面涂層進(jìn)行離子清理與涂鍍過(guò)程中，上述工件是在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過(guò)程中，工件處于靜止?fàn)顟B(tài)，只對(duì)工件涂層厚度厚的部位進(jìn)行定位涂鍍，并對(duì)非涂鍍的其余面用夾具保護(hù)。本發(fā)明的有益效果在于，使用本發(fā)明提供的兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的方法，在涂層厚度要求不一致的同一工件上完成涂鍍涂層。通過(guò)金相顯微鏡下觀察、x射線衍射、能譜等對(duì)試件表面、截面形貌及組織結(jié)構(gòu)觀察分析，涂層連續(xù)完整，厚度合格，擴(kuò)散界面在整個(gè)視野中沒(méi)有氧化物夾雜，符合要求。鋁硅釔涂層附著牢固、組織結(jié)構(gòu)致密。而且還可推廣到其它發(fā)動(dòng)機(jī)、燃機(jī)等涂層厚度要求不一致的零部件上應(yīng)用。通過(guò)熱震試驗(yàn)105(TC保溫3min，水冷至室溫，反復(fù)20次、IIO(TC抗高溫氧化試驗(yàn)、抗熱腐蝕試驗(yàn)90(rC，試驗(yàn)時(shí)間100h，Na2S04+NaCl溶液、熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)將制備有鋁硅釔涂層和無(wú)涂層的高壓渦輪葉片在規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)下冷、熱循環(huán)程序進(jìn)行熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)M渦輪工作葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)使用中經(jīng)受的啟動(dòng)、最大負(fù)荷、停車(chē)的溫度歷程，通過(guò)快速加溫(85°C/s)、高溫保持(IIO(TC保持35s)、快速降溫(85。C/s)、低溫保持(20(TC保持20s)的梯形波標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)對(duì)葉片實(shí)現(xiàn)冷、熱沖擊。累計(jì)循環(huán)處理1800次及裝機(jī)試車(chē)考核等，證明本發(fā)明提出的兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的方法在葉片表面獲得的涂層附著牢固、組織結(jié)構(gòu)致密、抗高溫氧化和抗熱腐蝕性能良好，兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的工藝性能可靠，對(duì)葉片基材的性能沒(méi)有影響。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，為保證工件葉片所有表面的涂層厚度合格。制定工藝流程及其工藝參數(shù)。其工藝流程可采用涂鍍前預(yù)處理一第一次(離子清理+涂鍍涂層)一第二次(離子清理+涂鍍涂層)一真空退火。按照兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的工藝方法來(lái)保證渦輪葉片涂層厚度。按以上工藝方案，在優(yōu)選出的弧電流狀態(tài)下，分別對(duì)工件葉片涂鍍涂層，然后采用金相檢測(cè)與稱(chēng)重試驗(yàn)相結(jié)合的原則，第一次涂鍍涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時(shí)間40min60min，第二層涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時(shí)間15min30min。用真空電弧離子鍍工藝，首先將渦輪葉片置于含鋁硅釔成份的真空陰極電弧離子鍍?cè)O(shè)備的陰極與陽(yáng)極之間，并施加電場(chǎng)，按常規(guī)工藝參數(shù)對(duì)上述工件實(shí)施第一次表面涂層。工件在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行離子清理與涂鍍，此時(shí)電弧產(chǎn)生的高溫、高壓將含鋁硅釔成份的耙材汽化、離子化，并在蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時(shí)，把蒸發(fā)物沉積在加工件表面上形成涂層。通過(guò)離子清理與涂鍍涂層，使整個(gè)葉身表面涂鍍涂層達(dá)到，保證第一次葉片工件表面涂層的均勻性。第二次涂鍍加工鋁硅釔涂層的工藝流程與第一次大致相同，其不同之處是葉片工件是在保持靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的定位涂鍍，為保證只對(duì)葉片涂層厚度厚的部位，其余面采用專(zhuān)用夾具保護(hù)。通過(guò)離子清理與涂鍍涂層，最終確保涂層厚度厚的部位涂層厚度達(dá)到0.04mm0.06mm。二次涂鍍加工鋁硅釔涂層后，進(jìn)行1080。C，3h30min的真空退火。具體的實(shí)施例如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如第一層涂層的涂鍍參數(shù)為1=500A，時(shí)間40min，整個(gè)葉身表面涂鍍涂層最大為0.04mm。為保證葉片表面涂層的均勻性，涂鍍時(shí)葉片是旋轉(zhuǎn)的；如第二層涂層的涂鍍參數(shù)定為1=500A，時(shí)間15min，對(duì)葉片涂層厚度厚的部位進(jìn)行第二次涂鍍(其余面采用專(zhuān)用夾具保護(hù))，葉片不需旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行定位涂鍍，最終確保進(jìn)氣邊涂層累計(jì)厚度最大為0.06mm。權(quán)利要求1.一種在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法，包括，將工件置于含鋁硅釔成份的真空陰極電弧離子鍍?cè)O(shè)備的陰極與陽(yáng)極之間，并施加電場(chǎng)，按常規(guī)工藝參數(shù)對(duì)上述工件實(shí)施第一次表面涂層，其特征在于，在所述的第一次表面涂層進(jìn)行離子清理與涂鍍過(guò)程中，工件是在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過(guò)程中，工件處于靜止?fàn)顟B(tài)，只對(duì)工件涂層厚度厚的部位進(jìn)行定位涂鍍，并對(duì)非涂鍍的其余面用夾具保護(hù)。2.如權(quán)利要求l所述的在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法，其特征在于第一次涂鍍涂層的涂鍍參數(shù)為1=500A550A，時(shí)間40min60min，第二層涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時(shí)間15min30min。全文摘要本發(fā)明提出了一種在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法，旨在提供一種能夠在厚度要求不一致的同一工件上實(shí)施兩次涂鍍涂層的工藝方法，以解決葉片表面鋁硅釔涂層厚度設(shè)計(jì)值差異較大的問(wèn)題。它包括，將工件置于含鋁硅釔成份的真空陰極電弧離子鍍?cè)O(shè)備的陰極與陽(yáng)極之間，并施加電場(chǎng)，按常規(guī)工藝參數(shù)對(duì)上述工件實(shí)施第一次表面涂層；在所述的第一次表面涂層進(jìn)行離子清理與涂鍍過(guò)程中，上述工件是在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過(guò)程中，工件處于靜止?fàn)顟B(tài)，只對(duì)工件涂層厚度厚的部位進(jìn)行定位涂鍍，并對(duì)非涂鍍的其余面用夾具保護(hù)。采用本方法，加工的鋁硅釔涂層附著牢固、組織結(jié)構(gòu)致密。適合于各種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面不同厚度鋁硅釔涂層的涂鍍加工。文檔編號(hào)C23C14/32GK101445912SQ20081014804公開(kāi)日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者劉華平,葉勇松,鋼潘,軼王,鄭四德申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第五七一九工廠