專利名稱：渦輪葉片熱障涂層厚度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱噴涂技術(shù)，涉及對渦輪葉片表面熱障涂層噴涂方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)大都采用在渦輪葉片表面噴涂熱障涂層來提高發(fā)動機(jī)整體性能， 熱障涂層厚度的大小直接影響發(fā)動機(jī)的安全性及使用壽命。由于渦輪葉片扭角大，幾何尺 寸不規(guī)整，無法用千分尺等傳統(tǒng)量具測量涂層厚度；渦輪葉片基體采用高溫合金，而熱障涂 層的底層涂層是含有金屬物質(zhì)的涂層，使得涂層厚度測試儀也無法使用。目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠 家依靠目測觀察和經(jīng)驗控制涂層厚度，使涂層厚度存在很大誤差，嚴(yán)重影響熱障涂層的噴 涂精度和葉片的一次交付合格率。未檢索到國外有關(guān)的公開文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種能夠準(zhǔn)確控制渦輪葉片表面熱障涂層厚度的噴涂方 法，以解決熱障涂層厚度控制的難題，提高熱障涂層的噴涂精度和葉片的一次交付合格率。本發(fā)明的技術(shù)方案是渦輪葉片熱障涂層厚度控制方法，其特征在于，厚度控制的 步驟如下1、計算葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積，根據(jù)設(shè)計圖紙計算葉片需要噴涂 熱障涂層部分的面積，葉片表面的氣膜孔面積不計算在內(nèi)；2、測量所噴涂熱障涂層底層涂層的密度P 1和面層涂層的密度P 2 在兩個已知 面積為S的試片上分別均勻噴涂熱障涂層的底層涂層和面層涂層，分別用千分尺測量試片 上的底層涂層厚度Sl和面層涂層厚度δ 2，用分析天平分別測量出噴涂前后試片的重量， 得到底層涂層的重量Agl和面層涂層的重量Δ g2，用下式計算熱障涂層的密度ρ 1 = Agl+ (SX δ )..............................................[1]P 2 = Ag2+(SX δ 2)..............................................[2]3、計算葉片上所噴涂的熱障涂層底層涂層的重量和面層涂層的重量根據(jù)葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積、圖紙規(guī)定的底層涂層和面層涂層的 厚度以及底層涂層的密度和面層涂層的密度進(jìn)行計算，得到底層涂層重量的最大值和最小 值以及面層涂層的最大值和最小值；4、噴涂熱障涂層的底層涂層4. 1、用分析天平分稱量葉片噴涂前的重量；4. 2、進(jìn)行底層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到 第一次噴涂后底層涂層的重量，將第一次噴涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值 進(jìn)行比較，若小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；4. 3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后底層涂層的重量，將第二次噴 涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后底層涂層的重量 位于底層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成底層涂層的噴涂，若第二次噴涂后底層
3涂層的重量仍然小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；重復(fù)步驟
4.3，直到底層涂層的重量位于底層涂層重量的最大值和最小值之間為止；5、噴涂熱障涂層的面層涂層5. 1、用分析天平分稱量葉片噴涂底層涂層后、噴涂面層涂層前的重量；5. 2、進(jìn)行面層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到 第一次噴涂后面層涂層的重量，將第一次噴涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值 進(jìn)行比較，若小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；5. 3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后面層涂層的重量，將第二次噴 涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后面層涂層的重量 位于面層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成面層涂層的噴涂，若第二次噴涂后面層 涂層的重量仍然小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；重復(fù)步驟
5.3，直到面層涂層的重量位于面層涂層重量的最大值和最小值之間為止。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確控制渦輪葉片表面熱障涂層的厚度，解決了障涂層厚 度控制的難題，提高了熱障涂層的噴涂精度和葉片的一次交付合格率。在應(yīng)用本發(fā)明之 前，葉片的一次交付合格率最低時不到10% ；采本發(fā)明以后，葉片的一次交付合格率上升為 95%以上。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。渦輪葉片熱障涂層厚度控制方法，其特征在于， 厚度控制的步驟如下1、計算葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積，根據(jù)設(shè)計圖紙計算葉片需要噴涂 熱障涂層部分的面積，葉片表面的氣膜孔面積不計算在內(nèi)；2、測量所噴涂熱障涂層底層涂層的密度P 1和面層涂層的密度P 2 在兩個已知 面積為S的試片上分別均勻噴涂熱障涂層的底層涂層和面層涂層，分別用千分尺測量試片 上的底層涂層厚度Sl和面層涂層厚度δ 2，用分析天平分別測量出噴涂前后試片的重量， 得到底層涂層的重量Agl和面層涂層的重量Δ g2，用下式計算熱障涂層的密度ρ 1 = Agl+ (SX δ )..............................................[1]P 2 = Ag2+(SX δ 2)..............................................[2]3、計算葉片上所噴涂的熱障涂層底層涂層的重量和面層涂層的重量根據(jù)葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積、圖紙規(guī)定的底層涂層和面層涂層的 厚度以及底層涂層的密度和面層涂層的密度進(jìn)行計算，得到底層涂層重量的最大值和最小 值以及面層涂層的最大值和最小值；4、噴涂熱障涂層的底層涂層4. 1、用分析天平分稱量葉片噴涂前的重量；4. 2、進(jìn)行底層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到 第一次噴涂后底層涂層的重量，將第一次噴涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值 進(jìn)行比較，若小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；4. 3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后底層涂層的重量，將第二次噴 涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后底層涂層的重量位于底層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成底層涂層的噴涂，若第二次噴涂后底層 涂層的重量仍然小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；重復(fù)步驟
4.3，直到底層涂層的重量位于底層涂層重量的最大值和最小值之間為止；5、噴涂熱障涂層的面層涂層5. 1、用分析天平分稱量葉片噴涂底層涂層后、噴涂面層涂層前的重量；5. 2、進(jìn)行面層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到 第一次噴涂后面層涂層的重量，將第一次噴涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值 進(jìn)行比較，若小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；5. 3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后面層涂層的重量，將第二次噴 涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后面層涂層的重量 位于面層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成面層涂層的噴涂，若第二次噴涂后面層 涂層的重量仍然小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；重復(fù)步驟
5.3，直到面層涂層的重量位于面層涂層重量的最大值和最小值之間為止。實施例1 某機(jī)導(dǎo)向葉片涂層厚度控制。1葉片需要噴涂的面積Stl = 122. 5CM2，2測量所噴涂熱障涂層密度的試片試片面積 S1 = 61. 95CM2，試片上底層厚度δ 1 = 0. 196謹(jǐn)試片上面層厚度δ 2 = 0. 136mm試片上底層涂層的重量Agl = 8. 3g試片上底層涂層的重量Δ g2 = 5. 5g3 底層涂層密度 P 1 = Agl+ (SX δ 1) = 8. 3+ (61. 95X0. 0196) = 6. 83面層涂層密度P 2 = Ag2+ (SX δ 2) = 5. 5+ (61. 95X0. 0136) = 6. 534設(shè)計圖要求底層涂層厚度0. 15-0. 21面層涂層厚度0. 10-0. 145厚度控制底層涂層]■量上限=122,.5X0 021X6 83 =17.
底層涂層·量下限=122.5X0.015X6.83 =12.
面層涂層·量上限=122.5X0.014X6.53 =11.
面層涂層·量下限=122.5X0.010X6.53 =8. 06編制工藝規(guī)程時厚度控制要求底層重量合格范圍12-17克面層重量合格范圍8_12克7實際零件噴涂
權(quán)利要求
渦輪葉片熱障涂層厚度控制方法，其特征在于，厚度控制的步驟如下1.1、計算葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積，根據(jù)設(shè)計圖紙計算葉片需要噴涂熱障涂層部分的面積，葉片表面的氣膜孔面積不計算在內(nèi)；1.2、測量所噴涂熱障涂層底層涂層的密度ρ1和面層涂層的密度ρ2在兩個已知面積為S的試片上分別均勻噴涂熱障涂層的底層涂層和面層涂層，分別用千分尺測量試片上的底層涂層厚度δ1和面層涂層厚度δ2，用分析天平分別測量出噴涂前后試片的重量，得到底層涂層的重量Δg1和面層涂層的重量Δg2，用下式計算熱障涂層的密度ρ1＝Δg1÷(S×δ1).........................................................[1]ρ2＝Δg2÷(S×δ2).........................................................[2]1.3、計算葉片上所噴涂的熱障涂層底層涂層的重量和面層涂層的重量根據(jù)葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積、圖紙規(guī)定的底層涂層和面層涂層的厚度以及底層涂層的密度和面層涂層的密度進(jìn)行計算，得到底層涂層重量的最大值和最小值以及面層涂層的最大值和最小值；1.4、噴涂熱障涂層的底層涂層1.4.1、用分析天平分稱量葉片噴涂前的重量；1.4.2、進(jìn)行底層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到第一次噴涂后底層涂層的重量，將第一次噴涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；1.4.3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后底層涂層的重量，將第二次噴涂后底層涂層的重量與底層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后底層涂層的重量位于底層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成底層涂層的噴涂，若第二次噴涂后底層涂層的重量仍然小于底層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行底層涂層的噴涂；重復(fù)步驟1.4.3，直到底層涂層的重量位于底層涂層重量的最大值和最小值之間為止；1.5、噴涂熱障涂層的面層涂層1.5.1、用分析天平分稱量葉片噴涂底層涂層后、噴涂面層涂層前的重量；1.5.2、進(jìn)行面層涂層的第一次噴涂，然后用分析天平稱量葉片噴涂后的重量，得到第一次噴涂后面層涂層的重量，將第一次噴涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；1.5.3、進(jìn)行第二次噴涂，再次稱重得到第二次噴涂后面層涂層的重量，將第二次噴涂后面層涂層的重量與面層涂層重量的最小值進(jìn)行比較，若第二次噴涂后面層涂層的重量位于面層涂層重量的最大值和最小值之間，則完成面層涂層的噴涂，若第二次噴涂后面層涂層的重量仍然小于面層涂層重量的最小值，則需要繼續(xù)進(jìn)行面層涂層的噴涂；重復(fù)步驟1.5.3，直到面層涂層的重量位于面層涂層重量的最大值和最小值之間為止。
全文摘要
本發(fā)明屬于熱噴涂技術(shù)，涉及對渦輪葉片表面熱障涂層噴涂方法的改進(jìn)。厚度控制的步驟如下計算葉片表面需要噴涂熱障涂層部分的面積；測量所噴涂熱障涂層底層涂層的密度ρ1和面層涂層的密度ρ2；計算葉片上所噴涂的熱障涂層底層涂層的重量和面層涂層的重量；噴涂熱障涂層的底層涂層；噴涂熱障涂層的面層涂層。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確控制渦輪葉片表面熱障涂層的厚度，解決了障涂層厚度控制的難題，提高了熱障涂層的噴涂精度和葉片的一次交付合格率。
文檔編號G05D5/02GK101950181SQ20101026228
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者周莉, 張會盈 申請人:西安航空動力股份有限公司