本发明专利技术公开了一种辅助动力装置涡轮导向叶片涂层防护制备方法，包括以下步骤；除油处理：采用120目的白刚玉进行水吹砂，然后采用丙酮浸泡，去除油污；喷涂防护底层：用喷枪将硅铝合金AlSi料浆喷涂至所述叶片流道部位；防护底层检查：金相检查防护底层厚度在40～60μm范围内，涂层内应无疏松缺陷；防护涂层前处理：将叶片叶盆部位采用280目白刚玉进行水吹砂：真空电弧镀防护涂层，清理完成后即进行涂层涂镀；扩散处理：将所述叶片放入真空炉内进行扩散处理。本发明专利技术的优点是选择AlSi涂层作为底层，抗热腐蚀性能优良的CoCrAlY涂层作为面层，相比于常规的单一的AlSi涂层，提高了涂层的抗高温热腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
一种辅助动力装置涡轮导向叶片防护涂层制备方法
本专利技术涉及航空发动机维修
，特别是一种辅助动力装置涡轮导向叶片涂层防护制备方法。
技术介绍
涡轮导向叶片是燃气涡轮发动机最关键的核心部件之一，其主要功能是将高温高压燃气整流按所需的分配方式和方向流向涡轮转子叶片，使涡轮轴转动带动压气机做功。涡轮导向叶片紧接燃烧室出口，其工作温度高、温差大，长期经受高温燃气的冲击和侵蚀，不仅要求叶片具有足够的高温强度，还要有良好的抗高温性能，单靠合金本身很难同时满足这两个要求，多数情况下需要高温防护涂层。目前通常使用的涂层包括铝化物涂层、MCrAlY涂层以及热障涂层。其中铝化物涂层由于其制备方法简单，成本低廉，同时抗高温性能优良，因此被广泛用作涡轮叶片高温防护涂层。辅助动力装置（APU）实质上是一台小型航空燃气涡轮发动机，其涡轮前温度约900℃。涡轮导向叶片在该工作环境下，由于Na2SO4、K2SO4等熔盐容易在叶片叶盆部位逐渐沉积，叶盆部位主要以高温热腐蚀为主，同时叶盆不断承受高温高压燃气的冲击，其保护涂层容易遭到破坏甚至影响叶片基体性能，尤其是目前涡轮导向叶片大多采用单一AlSi涂层作为防护涂层的情况下，叶盆热腐蚀尤为明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种辅助动力装置涡轮导向叶片涂层防护制备方法选择性地在容易遭受热腐蚀破坏的叶片叶盆部位制备一种复合涂层，提高叶片的抗热腐蚀性能，延长叶片使用寿命。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种辅助动力装置涡轮导向叶片涂层防护制备方法，包括以下步骤；除油处理：将辅助动力装置的高压涡轮导向叶片采用120目的白刚玉进行水吹砂，然后采用丙酮浸泡，去除油污，并烘干备用；喷涂防护底层：用喷枪将硅铝合金AlSi料浆喷涂至所述叶片流道部位，厚度为40～60μm，然后进行中温固化和高温真空扩散处理，形成AlSi防护底层；防护底层检查：金相检查防护底层厚度在40～60μm范围内，涂层内应无疏松缺陷；防护涂层前处理：将叶片叶盆部位采用280目白刚玉进行水吹砂，然后放入去离子水中进行超声波清洗20～30min，再进行丙酮浸泡10～15min；涂镀防护涂层：真空电弧镀防护涂层，抽真空至10-2～10-3Pa时，对所述叶片进行离子清理，工作电压200V，电弧电流600A，清理时间大于2min，清理完成后即进行涂层涂镀，涂镀电压30V，电弧电流600A，涂镀时间2h，获得厚度约36μm～40μm的涂层；扩散处理：将所述叶片放入真空炉内进行扩散处理，当炉内压力小于10-2Pa后，升温至980℃，保温3h，保温结束后随炉真空冷却至600℃以下，充1200～1500mbar氩气冷至80℃以下出炉；防护涂层检查：将涂层试片在工装设备上弯曲90°以上，检查试片外表面涂层应无脱落、掉块。具体地，所述的中温固化工序是：将喷涂硅铝合金料浆后的叶片加热至80℃保温30min，然后升温至300℃，保温30min。具体地，所述的高温真空扩散处理工序是：将喷涂硅铝合金料浆后叶片放置真空炉内抽真空至10Pa或高于10Pa，在2.5h内升温至1000℃，保温3h，保温结束后真空随炉冷却至400℃，然后冲入1～2bar氩气冷却至80℃以下出炉。具体地，还包括非涂镀部位保护步骤，在涂镀防护涂层前采用保护夹具将所述叶片的非涂镀部位进行保护。具体地，所述辅助动力装置的基体材料为Mar-M247。具体地，所述防护涂层为CoCrAlY热障涂层。具体地，所述硅铝合金AlSi为航空专用硅铝合金。本专利技术具有以下优点：1、选择AlSi涂层作为底层，抗热腐蚀性能优良的CoCrAlY涂层作为面层，相比于常规的单一的AlSi涂层，提高了涂层的抗高温热腐蚀性能。2、通过在涡轮导向叶片流道表面施加AlSi涂层，选择性地在叶盆复合CoCrAlY涂层，提高了叶片叶盆抗热腐蚀的能力，同时保证叶背具有较好的抗高温氧化性能，有效延长叶片使用寿命。3、经扩散后的AlSi+CoCrAlY复合涂层进行弯曲试验，没有明显的涂层剥落现象，涂层结合强度高，在工作状态下叶片经受高温燃气冲击时不易发生涂层剥落。4、本专利技术方法制备的涂层性能优异、质量可靠稳定，不仅可以在军用航空发动机上使用，而且可以推广至民用燃气轮机等涡轮导向叶片上使用，延长其使用寿命，同时有着显著的社会效益。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为故障叶片涂层损伤金相；图3为制备的复合涂层金相。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1~3所示，一种辅助动力装置涡轮导向叶片涂层防护制备方法，包括以下步骤；除油处理：将辅助动力装置的高压涡轮导向叶片采用120目的白刚玉进行水吹砂，然后采用丙酮浸泡，去除油污，并烘干备用；喷涂防护底层：用喷枪将硅铝合金AlSi料浆喷涂至所述叶片流道部位，厚度为40～60μm，然后进行中温固化和高温真空扩散处理，形成AlSi防护底层；防护底层检查：金相检查防护底层厚度在40～60μm范围内，涂层内应无疏松缺陷；防护涂层前处理：将叶片叶盆部位采用280目白刚玉进行水吹砂，然后放入去离子水中进行超声波清洗20～30min，再进行丙酮浸泡10～15min；涂镀防护涂层：真空电弧镀防护涂层，抽真空至10-2～10-3Pa时，对所述叶片进行离子清理，工作电压200V，电弧电流600A，清理时间大于2min，清理完成后即进行涂层涂镀，涂镀电压30V，电弧电流600A，涂镀时间2h，获得厚度约36μm～40μm的涂层；扩散处理：将所述叶片放入真空炉内进行扩散处理：当炉内压力小于10-2Pa后，升温至980℃，保温3h，保温结束后随炉真空冷却至600℃以下，充1200～1500mbar氩气冷至80℃以下出炉；防护涂层检查：将涂层试片在工装设备上弯曲90°以上，检查试片外表面涂层应无脱落、掉块。进一步地，所述的中温固化工序是：将喷涂硅铝合金料浆后的叶片加热至80℃保温30min，然后升温至300℃，保温30min。进一步地，所述的高温真空扩散处理工序是：将喷涂硅铝合金料浆后叶片放置真空炉内抽真空至10Pa或高于10Pa，在2.5h内升温至1000℃，保温3h，保温结束后真空随炉冷却至400℃，然后冲入1～2bar氩气冷却至80℃以下出炉。进一步地，还包括非涂镀部位保护步骤，在涂镀防护涂层前采用保护夹具将所述叶片的非涂镀部位进行保护。进一步地，所述辅助动力装置的基体材料为Mar-M247。进一步地，所述防护涂层为CoCrAlY热障涂层。进一步地，所述硅铝合金AlSi为航空专用硅铝合金。图2中的A层为AlSi涂层，B为CoCrAlY涂层。以上所述，仅为本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述所述
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航空辅助动力装置涡轮导向叶片防护涂层制备方法，其特征在于：包括以下步骤；除油处理：将辅助动力装置的高压涡轮导向叶片采用120目的白刚玉进行水吹砂，然后采用丙酮浸泡，去除油污，并烘干备用；喷涂防护底层：用喷枪将硅铝合金AlSi料浆喷涂至所述叶片流道部位，厚度为40～60μm，然后进行中温固化和高温真空扩散处理，形成AlSi防护底层；防护底层检查：金相检查防护底层厚度在40～60μm范围内，涂层内应无疏松缺陷；防护涂层前处理：将叶片叶盆部位采用280目白刚玉进行水吹砂，然后放入去离子水中进行超声波清洗20～30min，再进行丙酮浸泡10～15min；涂镀防护涂层：真空电弧镀防护涂层，抽真空至10‑2 ～10‑3Pa 时，对所述叶片进行离子清理，工作电压200V，电弧电流600A，清理时间大于2min，清理完成后即进行涂层涂镀，涂镀电压30V，电弧电流600A，涂镀时间2h，获得厚度约36μm～40μm的涂层；扩散处理：将所述叶片放入真空炉内进行扩散处理，当炉内压力小于10‑2 Pa后，升温至980℃，保温3h，保温结束后随炉真空冷却至600 ℃以下，充1200～1500mbar氩气冷至80 ℃以下出炉；防护涂层检查：将涂层试片在工装设备上弯曲90°以上，检查试片外表面涂层应无脱落、掉块。...
【技术特征摘要】
1.一种航空辅助动力装置涡轮导向叶片防护涂层制备方法，其特征在于：包括以下步骤；除油处理：将辅助动力装置的高压涡轮导向叶片采用120目的白刚玉进行水吹砂，然后采用丙酮浸泡，去除油污，并烘干备用；喷涂防护底层：用喷枪将硅铝合金AlSi料浆喷涂至所述叶片流道部位，厚度为40～60μm，然后进行中温固化和高温真空扩散处理，形成AlSi防护底层；防护底层检查：金相检查防护底层厚度在40～60μm范围内，涂层内应无疏松缺陷；防护涂层前处理：将叶片叶盆部位采用280目白刚玉进行水吹砂，然后放入去离子水中进行超声波清洗20～30min，再进行丙酮浸泡10～15min；涂镀防护涂层：真空电弧镀防护涂层，抽真空至10-2～10-3Pa时，对所述叶片进行离子清理，工作电压200V，电弧电流600A，清理时间大于2min，清理完成后即进行涂层涂镀，涂镀电压30V，电弧电流600A，涂镀时间2h，获得厚度约36μm～40μm的涂层；扩散处理：将所述叶片放入真空炉内进行扩散处理，当炉内压力小于10-2Pa后，升温至980℃，保温3h，保温结束后随炉真空冷却至600℃以下，充1200～1500mbar氩气冷至80℃以下出炉；防护涂层检查：将涂层试片在工装设备上弯曲90°以上，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何黎明，晁国涛，付俊波，郭双全，任天明，谢长城，
申请(专利权)人：中国人民解放军第五七一九工厂，
类型：发明
国别省市：四川,51
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