專利名稱：：在同一工件上兩次涂鍍鋁硅釔涂層的方法
技術領域：
：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)動機渦輪葉片上兩次涂鍍加工鋁硅釔涂層的方法。
背景技術：
：中國專利200310104832.X，公開號為CN1607264公開了一種鋁硅釔擴散合金化涂層的制備方法，該A1-Si-Y擴散合金化涂層，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極之間；在陰極與陽極之間施加電場，使陰極合金涂層材料轉化為等離子束流，并朝待涂敷的工件表面定向加速運動，與工件表面相互作用后，產生表面凝聚，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，時間3-5h。所用的制備方法公開了鋁硅釔涂層沉積前對工件表面的的離子清理過程和制備過程中的工藝參數(shù)。該方法是將工件置于陰極與陽極之間，靜止狀態(tài)下進行的一次性均勻涂鍍，顯而易見的不足是不能在涂層厚度要求不一致的同一工件上實施完成涂鍍。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種能夠在厚度要求不一致的同一工件上實施兩次涂層的方法。以解決葉片表面鋁硅釔涂層厚度設計值差異較大的問題，本發(fā)明的上述目的是這樣實現(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設備的陰極與陽極之間，并施加電場，按常規(guī)工藝參數(shù)對上述工件實施第一次表面涂層，其特征在于，在所述的第一次表面涂層進行離子清理與涂鍍過程中，上述工件是在旋轉的狀態(tài)下進行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過程中，工件處于靜止狀態(tài)，只對工件涂層厚度厚的部位進行定位涂鍍，并對非涂鍍的其余面用夾具保護。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。通過金相顯微鏡下觀察、x射線衍射、能譜等對試件表面、截面形貌及組織結構觀察分析，涂層連續(xù)完整，厚度合格，擴散界面在整個視野中沒有氧化物夾雜，符合要求。鋁硅釔涂層附著牢固、組織結構致密。而且還可推廣到其它發(fā)動機、燃機等涂層厚度要求不一致的零部件上應用。通過熱震試驗105(TC保溫3min，水冷至室溫，反復20次、IIO(TC抗高溫氧化試驗、抗熱腐蝕試驗90(rC，試驗時間100h，Na2S04+NaCl溶液、熱機械疲勞試驗按照標準將制備有鋁硅釔涂層和無涂層的高壓渦輪葉片在規(guī)定的試驗循環(huán)下冷、熱循環(huán)程序進行熱機械疲勞試驗，試驗模擬渦輪工作葉片在發(fā)動機使用中經(jīng)受的啟動、最大負荷、停車的溫度歷程，通過快速加溫(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)的梯形波標準循環(huán)對葉片實現(xiàn)冷、熱沖擊。累計循環(huán)處理1800次及裝機試車考核等，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、組織結構致密、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，對葉片基材的性能沒有影響。具體實施例方式根據(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，分別對工件葉片涂鍍涂層，然后采用金相檢測與稱重試驗相結合的原則，第一次涂鍍涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時間40min60min，第二層涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時間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設備的陰極與陽極之間，并施加電場，按常規(guī)工藝參數(shù)對上述工件實施第一次表面涂層。工件在旋轉的狀態(tài)下對其進行離子清理與涂鍍，此時電弧產生的高溫、高壓將含鋁硅釔成份的耙材汽化、離子化，并在蒸發(fā)物質離子轟擊作用的同時，把蒸發(fā)物沉積在加工件表面上形成涂層。通過離子清理與涂鍍涂層，使整個葉身表面涂鍍涂層達到，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狀態(tài)下進行的定位涂鍍，為保證只對葉片涂層厚度厚的部位，其余面采用專用夾具保護。通過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到0.04mm0.06mm。二次涂鍍加工鋁硅釔涂層后，進行1080。C，3h30min的真空退火。具體的實施例如下表:<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，時間40min，整個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，涂鍍時葉片是旋轉的；如第二層涂層的涂鍍參數(shù)定為1=500A，時間15min，對葉片涂層厚度厚的部位進行第二次涂鍍(其余面采用專用夾具保護)，葉片不需旋轉，進行定位涂鍍，最終確保進氣邊涂層累計厚度最大為0.06mm。權利要求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設備的陰極與陽極之間，并施加電場，按常規(guī)工藝參數(shù)對上述工件實施第一次表面涂層，其特征在于，在所述的第一次表面涂層進行離子清理與涂鍍過程中，工件是在旋轉的狀態(tài)下進行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過程中，工件處于靜止狀態(tài)，只對工件涂層厚度厚的部位進行定位涂鍍，并對非涂鍍的其余面用夾具保護。2.如權利要求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，時間40min60min，第二層涂層的涂鍍參數(shù)為I二500A550A，時間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計值差異較大的問題。它包括，將工件置于含鋁硅釔成份的真空陰極電弧離子鍍設備的陰極與陽極之間，并施加電場，按常規(guī)工藝參數(shù)對上述工件實施第一次表面涂層；在所述的第一次表面涂層進行離子清理與涂鍍過程中，上述工件是在旋轉的狀態(tài)下進行的，在第二次涂鍍鋁硅釔涂層過程中，工件處于靜止狀態(tài)，只對工件涂層厚度厚的部位進行定位涂鍍，并對非涂鍍的其余面用夾具保護。采用本方法，加工的鋁硅釔涂層附著牢固、組織結構致密。適合于各種發(fā)動機葉片表面不同厚度鋁硅釔涂層的涂鍍加工。文檔編號C23C14/32GK101445912SQ20081014804公開日2009年6月3日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權日2008年12月26日發(fā)明者劉華平,葉勇松,鋼潘,軼王,鄭四德申請人:中國人民解放軍第五七一九工廠