本發(fā)明屬于材料表面加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的表面等離子噴涂工藝。
背景技術(shù)：
渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，其疲勞壽命直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境極為惡劣，往往要在800-1300℃下工作很長(zhǎng)時(shí)間，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，葉片除了承受氣體的質(zhì)量慣性力負(fù)載，還要承受由高溫和劇烈溫差變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的熱載荷，目前，研究高推重比的發(fā)動(dòng)機(jī)是全世界發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的共同目標(biāo)，而要實(shí)現(xiàn)高推重比，除了采取TiAl等輕質(zhì)金屬間化合物材料取代傳統(tǒng)的NiAl高溫合金，還要提高燃?xì)獾娜紵?，即提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，這種情況下，一般需要采用在葉片表面沉積功能涂層，來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高工作溫度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的表面等離子噴涂工藝，為發(fā)明機(jī)表面增加涂層，提高其使用溫度和壽命。
本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的表面等離子噴涂工藝，其特征在于，包括如下步驟：
1)采用高壓氮?dú)忪F化法制備涂層粉料，涂層粉的包括Fe、W、C、Co、Al元素。
2)采用兩次噴涂的方式對(duì)葉片表面進(jìn)行等離子噴涂，第一次噴涂選擇粒徑較小的涂層粉料，第二次噴涂選擇粒徑較大的涂層粉料。
第二次噴涂的涂層粉料中摻有WC粉。
涂層粉料組分原子比為Fe：W：C：Co：Al＝(12-15)：(4-6)：(2-3)：(3-5)：(1-2)。
第一次噴涂前，在200-300℃下預(yù)熱葉片。
第二次噴涂前，在200-300℃下預(yù)熱葉片。
所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料為TiAl基合金，組分為Ti-42Al-1.4Cr-2Nb-2V-1Mo。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：根據(jù)我院設(shè)計(jì)的TiAl基合金葉片，選擇合適組分的涂層材料，通過涂層中的W和C形成高溫?zé)嵴蠈?，提高了葉片的使用溫度，同時(shí)Al元素在涂層中易被氧化，提高了抗腐蝕能力，采用兩次噴涂，首先以較細(xì)粉末形成基底，提高涂層與葉片的結(jié)合力，隨后采用較粗粉末，提高涂層外表面的強(qiáng)度，同時(shí)摻雜以少量WC粉，解決了基底中WC合金化不充分的問題。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的表面等離子噴涂工藝，其特征在于，包括如下步驟：
1)選擇原子比為Ti-42Al-1.4Cr-2Nb-2V-1Mo的TiAl合金葉片，超聲波清洗表面。
2)涂層粉制備：選擇組分原子比為Fe：W：C：Co：Al＝(12-15)：(4-6)：(2-3)：(3-5)：(1-2)的原料，在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉制得合金鑄錠，切削去除其表面氧化層，超聲波清洗后置于放進(jìn)高壓氣霧化制粉裝置中，在真空度為10-4-10-6Pa下，進(jìn)行第二次熔煉，加熱到其熔點(diǎn)100℃以上保溫20min，隨后經(jīng)陶瓷管道進(jìn)入霧化室，對(duì)金屬液的出口處霧化噴嘴噴出高壓氬氣，高壓氬氣對(duì)金屬液滴進(jìn)行碰撞，使其破碎成不同粒度的球形氣霧化粉末，氬氣壓力為4-6Mpa，隨后經(jīng)旋流沉降進(jìn)入收料管，并進(jìn)行篩分后得到不同粒度的涂層粉料；
3)第一等離子噴涂，在200-300℃下預(yù)熱葉片，將體積比為85:15的N2和H2混合氣體通入噴嘴和電極之間，高頻火花引燃電弧，功率為150KW，產(chǎn)生等離子射流，同時(shí)將粒度為240目的涂層粉料通過噴嘴送入等離子射流，噴射到葉片表面形成涂層，涂層厚度為120-200μm。
4)第二等離子噴涂，將經(jīng)過第一等離子噴涂的葉片在200-300℃下預(yù)熱，隨后將體積比為90:10的N2和H2混合氣體通入噴嘴和電極之間，高頻火花引燃電弧，功率為200KW，產(chǎn)生等離子射流，同時(shí)將粒度為170目的摻雜了WC的涂層粉料通過噴嘴送入等離子射流，噴射到葉片表面形成涂層，涂層厚度為50-100μm，所述WC占第二次噴涂涂層粉料質(zhì)量的1.2％-3％。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。