一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112662979A(43)申请公布日2021.04.16(21)申请号202011470137.5(22)申请日2020.12.11(71)申请人广东省科学院新材料研究所地址510000广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人徐丽萍史周琨牛少鹏邓春明宋进兵(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文(51)Int.Cl.C23C4/129(2016.01)C23C4/06(2016.01)C23C4/073(2016.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法(57)摘要本发明提供了一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法，属于金属涂层技术领域。本发明采用激光对点的方式，精确控制喷涂位置，并在喷涂过程中根据内孔深度调节喷枪角度，确保内孔能获得高质量的涂层；当所述内孔为盲孔时，能确保涂层厚度、孔隙率和显微硬度均沿孔深方向均匀分布。CN112662979ACN112662979A权利要求书1/1页1.一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法，其特征在于，所采用喷枪的左右两侧分别安装有激光灯，当所述喷枪运动时，所述激光灯均进行相同的运动；所述方法包括以下步骤：(1)喷涂位置的确定：任取一块金属平板，设置喷枪的燃气流量、氧气流量、喷涂距离和送粉量，用所述喷枪对所述金属平板垂直喷涂涂层斑点，然后调节喷枪左右两侧的激光灯以使激光重合处对准所述涂层斑点的中心；(2)内孔涂层的制备：将内孔基体固定在转台上进行旋转，根据内孔深度调整所述喷枪的倾斜角度以使所述激光重合处位于内孔内壁上，并根据所述激光重合处在内孔内壁上的位置进行喷涂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃气流量为18‑22L/h，所述氧气流量为850‑950L/min，所述喷涂距离为200‑400mm；所述步骤(2)中，喷枪喷涂时的角度为20‑40°。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷枪的喷嘴为拉瓦尔喷嘴，喷嘴长度为90‑120mm，口径为9‑11mm；所述喷枪的送粉量为30‑90g/min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷涂所采用的涂层粉末的材料为铝青铜或MCrAlY，粒径为5～50μm；所述内孔基体的材料为铸造铝合金。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内孔的内径为25‑45mm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内孔为盲孔，所述盲孔的深度为7‑15mm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述步骤(2)之前，先对所述内孔进行喷砂粗化处理，所述内孔经所述喷砂粗化处理后表面粗糙度为3～6μm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中在进行喷涂时，转台的转速为60‑200r/min。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中在进行喷涂时，设置至少2路冷却气，其中一路冷却气吹向内孔中，另一路冷却气吹向内孔基体的外壁。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在进行喷涂前，先将所述内孔基体预热至80‑100℃；在进行喷涂时，控制所述内孔基体的温度为200℃以下。2CN112662979A说明书1/6页一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法技术领域[0001]本发明属于金属涂层技术领域，具体涉及一种超音速火焰喷涂内孔涂层的方法。背景技术[0002]在机械、石化、航空航天和钢铁冶金等国民经济领域，有许多服役于特殊或极端工况的关键重要内孔类铝合金零部件在服役过程中内壁会受到不同形式和程度的损伤，例如，在动力传输系统中，铝合金轴承衬套是有效减少轴承与外壳体对磨的结构件，但是这两类铝合金构件在服役过程中，常处于交变载荷下，有时还会承受质量惯性力、各种气体载荷和循环热应力，外部的激振会引起构件之间发生极小幅度的相对运动而产生微动磨损，导致构件的连接间隙增大，大大降低疲劳极限，导致零部件失效，严重时会影响零部件的安全可靠性和使用寿命。在内燃机中(包括车用、船用和通航飞机内燃机发动机)，气缸‑活塞(环)摩擦副常处于高温燃气冲蚀、高载和边界润滑状态下，该配副所造成的摩擦功耗占整机机械能量损失的20％～40％，严重影响内燃机的工作效率和使用寿命；为减轻重量，火箭中级间段通常由薄壁网格状的航空铝合金制成，发射时该处承受几千度高温，内壁如果不做热障防护处理就会被瞬间烧毁。严重的会导致重大经济损失和安全隐患。由于内孔表面处理技术的限制，这些关重件的服役寿命低，从而不断出现大量内孔零件报废，造成了资源巨大浪费。[0003]目前内孔提高性能的涂层技术主要包括电镀硬铬、化学镀镍、阳极氧化、物理气相沉积和热喷涂涂层等。其中，内孔电镀/化学镀技术涂层工艺复杂、且制