一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置和方法，装置包括拉杆、进气边扰流板、防护盒和排气边扰流板；防护盒呈开口结构，防护盒的开口底面上设置有通孔，拉杆的一端部设置有卡槽，卡槽用于固定待光饰叶片的榫头，拉杆的另一端部穿过防护盒底面的通孔，将待光饰叶片的榫头固定在防护盒内部；防护盒的一侧壁上设置有进气边扰流板，用于防护待光饰叶片的进气边；防护盒的一侧壁上设置有排气边扰流板，用于防护待光饰叶片的排气边。首先通过采用蜡封对涡轮叶片的气膜孔、顶盖孔、尾劈缝进行封堵，再通过设置进气边扰流板、排气边扰流板和防护盒对进气边、排气边、榫头进行光饰防护。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置和方法
本专利技术属于航空发动机涡轮叶片热障涂层
，具体属于一种用于涡轮叶片热障涂层表面无损伤光饰的组合防护方法。
技术介绍
目前，由于电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术具有涂层化学成分易于精确控制、可得到柱状晶组织、涂层与基体结合强度高等优点，已经广泛应用于多种涡轮叶片高温防护涂层的制备加工，显著提高了涡轮叶片的抗高温氧化和抗腐蚀性能、隔热性能，延长了发动机工作寿命。工件表面采用EB-PVD技术涂覆的热障涂层表面粗糙度虽优于喷涂技术涂覆的热障涂层表面粗糙度，但仍然存在热障涂层表面粗糙度相对增大(约3.0μm)的问题，粗糙度较大将对涡轮叶片表面气动性能产生不利影响，同时使涡轮叶片在发动机服役过程更容易粘附外来CMAS附着物，CMAS的附着造成气膜孔缩孔或堵塞，堵塞气膜孔的部分将抵消涂层隔热效果、改变叶片冷却设计、降低涂层服役寿命，对发动机的服役寿命产生不利影响。因此，为提高热障涂层表面粗糙度，降低CMAS附着，防止气膜孔缩孔或堵塞，提高叶片气动性能，延长发动机服役寿命，需对热障涂层表面进行无损伤光饰处理。然而，在进行涡轮叶片热障涂层表面无损伤光饰处理时，由于涡轮叶片呈曲面型结构，叶片的曲率较大部位(如进气边)容易产生过光饰问题；同时，光饰时，磨粒存在破碎现象，破碎的磨粒易进入涡轮叶片内腔而无法有效清理，存在较大的技术风险。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置和方法，能够在涡轮叶片的热障涂层进行光饰时，对非光饰部位进行有效防护，保证涡轮叶片热障涂层表面光饰后的组织、厚度均匀性等满足使用要求。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，包括拉杆、进气边扰流板、防护盒和排气边扰流板；所述防护盒呈开口结构，所述防护盒的开口底面上设置有通孔，所述拉杆的一端部设置有卡槽，卡槽用于固定待光饰叶片的榫头，拉杆的另一端部穿过防护盒底面的通孔，将待光饰叶片的榫头固定在防护盒内部；所述防护盒的一侧壁上设置有进气边扰流板，用于防护待光饰叶片的进气边；所述防护盒的一侧壁上设置有排气边扰流板，用于防护待光饰叶片的排气边。优选的，还包括固定螺栓，所述固定螺栓穿过防护盒的一侧壁对待光饰叶片的榫头端面进行固定。优选的，所述拉杆上设置有螺纹，所述防护盒的底面外侧设置有螺母，螺母与拉杆螺纹连接，螺母紧压在防护盒的底面上对拉杆进行固定。优选的，所述进气边扰流板和排气边扰流板均呈V形结构，进气边扰流板和排气边扰流板的V形夹角范围均为90～150°。优选的，所述排气边扰流板与叶片排气边之间的距离为5mm～10mm；所述进气边扰流板与叶片进气边之间的距离为5mm～10mm。一种涡轮叶片热障涂层光饰防护方法，包括以下过程，步骤1，对待光饰叶片表面的气膜孔、尾劈缝、顶盖孔采用融化石蜡进行封堵；步骤2，将待光饰叶片的榫头放入防护盒中进行固定，在待光饰叶片的进气边上设置进气边扰流板，在待光饰叶片的排气边上设置排气边扰流板；步骤3，对待光饰叶片的热障涂层进行表面光饰处理；步骤4，拆除排气边扰流板、进气边扰流板和防护盒；步骤5，去除待光饰叶片表面的气膜孔、尾劈缝、顶盖孔中的石蜡。优选的，步骤1中，将待光饰叶片的叶身放入融化后的石蜡溶液中静置，石蜡浸入待光饰叶片的气膜孔、尾劈缝和顶盖孔，然后取出待光饰叶片的叶身，冷却至叶身上的石蜡凝固，重复上述浸蜡操作多次，石蜡凝固后对待光饰叶片表面的气膜孔、尾劈缝、顶盖孔进行封堵。进一步的，步骤1中，所述待光饰叶片在石蜡溶液中的静置时间为5s～20s，浸蜡重复操作次数为3～5次，重复操作过程中静置时间逐渐减小。进一步的，步骤1中，对待光饰叶片表面的气膜孔、尾劈缝、顶盖孔进行封堵后，采用医用棉蘸取汽油擦拭待光饰叶片的表面涂层区，清理待光饰叶片的表面涂层区的石蜡。优选的，步骤5，将待光饰叶片的叶身放置在80℃～100℃的去离子水槽中进行除蜡处理，将除蜡处理完成后的待光饰叶片加热至400℃～450℃，保温1h～3h；采用压缩空气清理保温后的待光饰叶片的内外表面。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，通过设置拉杆将涡轮叶片的榫头固定在防护盒内部，防护盒对涡轮叶片的榫头的非光饰部位进行有效防护，设置进气边扰流板对涡轮叶片的进气边进行防护，设置排气边扰流板对涡轮叶片的排气边进行防护，在光饰过程中，进气边扰流板和排气边扰流板抵消了光饰磨粒对涡轮叶片的排气边和进气边的大部分冲击，使得光饰磨粒从进气边扰流板和排气边扰流板的侧面对涡轮叶片的表面涂层进行光饰，避免涡轮叶片的排气边和进气边产生过光饰问题，本专利技术实现在光饰过程中对涡轮叶片的进气边、排气边、榫头等部位的有效防护，保证涡轮叶片热障涂层表面粗糙度后的组织、厚度均匀性等满足使用要求。进一步的，通过设置固定螺栓，固定螺栓穿过防护盒的一侧壁固定涡轮叶片的榫头。避免涡轮叶片的榫头与防护盒之间的间隙产生晃动，影响防护效果。进一步的，通过进气边扰流板和排气边扰流板呈V形结构，控制进气边扰流板和排气边扰流板的夹角范围，保证光饰时磨粒能够顺畅的通过扰流板与进气边和排气边的间隙，对进气边和排气边进行有效防护的同时，对表面热障涂层也进行了有效的光饰。本专利技术提供一种涡轮叶片热障涂层光饰防护方法，首先通过采用蜡封对涡轮叶片的气膜孔、顶盖孔、尾劈缝进行封堵，再通过设置进气边扰流板、排气边扰流板和防护盒对进气边、排气边、榫头进行光饰防护，在光饰过程中实现对涡轮叶片的气膜孔、顶盖孔、尾劈缝、进气边、排气边、榫头等部位的有效防护，保证热障涂层表面光饰处理后的外观质量一致性，对热障涂层外观及零件质量无任何影响。保证涡轮叶片热障涂层表面粗糙度后的组织、厚度均匀性等满足使用要求。进一步的，通过对涡轮叶片的叶身部位进行多次的浸蜡操作，保证石蜡对叶片表面的气膜孔、尾劈缝、顶盖孔等部位进行了有效封堵。进一步的，通过采用医用棉蘸取汽油，擦拭涡轮叶片的叶身涂层区的蜡，避免石蜡对涡轮叶片的叶身涂层区的光饰操作产生影响。进一步的，通过采用压缩空气对涡轮叶片的内外表面进行清理，避免清理过程对热障涂层表面产生损伤，并且压缩空气为清洁能源，减少环境污染。附图说明图1为本专利技术一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置立体图；图2为本专利技术一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置结构正视图；图3为本专利技术一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置A-A截面右视图；图4为本专利技术光饰前后零件沿型面涂层厚度检测部位图。图中：1为拉杆；2为进气边螺栓；3为进气边扰流板；4为防护盒；5为待光饰叶片；6为排气边扰流板；7为排气边螺栓；8为固定螺栓。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，包括拉杆(1)、进气边扰流板(3)、防护盒(4)和排气边扰流板(6)；/n所述防护盒(4)呈开口结构，所述防护盒(4)的开口底面上设置有通孔，所述拉杆(1)的一端部设置有卡槽，卡槽用于固定待光饰叶片(5)的榫头，拉杆(1)的另一端部穿过防护盒(4)底面的通孔，将待光饰叶片(5)的榫头固定在防护盒(4)内部；/n所述防护盒(4)的一侧壁上设置有进气边扰流板(3)，用于防护待光饰叶片(5)的进气边；/n所述防护盒(4)的一侧壁上设置有排气边扰流板(6)，用于防护待光饰叶片(5)的排气边。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，包括拉杆(1)、进气边扰流板(3)、防护盒(4)和排气边扰流板(6)；
所述防护盒(4)呈开口结构，所述防护盒(4)的开口底面上设置有通孔，所述拉杆(1)的一端部设置有卡槽，卡槽用于固定待光饰叶片(5)的榫头，拉杆(1)的另一端部穿过防护盒(4)底面的通孔，将待光饰叶片(5)的榫头固定在防护盒(4)内部；
所述防护盒(4)的一侧壁上设置有进气边扰流板(3)，用于防护待光饰叶片(5)的进气边；
所述防护盒(4)的一侧壁上设置有排气边扰流板(6)，用于防护待光饰叶片(5)的排气边。


2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，还包括固定螺栓(8)，所述固定螺栓(8)穿过防护盒(4)的一侧壁对待光饰叶片(5)的榫头端面进行固定。


3.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，所述拉杆(1)上设置有螺纹，所述防护盒(4)的底面外侧设置有螺母，螺母与拉杆(1)螺纹连接，螺母紧压在防护盒(4)的底面上对拉杆(1)进行固定。


4.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，所述进气边扰流板(3)和排气边扰流板(6)均呈V形结构，进气边扰流板(3)和排气边扰流板(6)的V形夹角范围均为90～150°。


5.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片热障涂层光饰防护装置，其特征在于，所述排气边扰流板(6)与叶片排气边之间的距离为5mm～10mm；所述进气边扰流板(3)与叶片进气边之间的距离为5mm～10mm。


6.一种涡轮叶片热障涂层光饰防护方法，其特征在于，包括以下过程，
步骤1，对待光饰叶片(5)表面的气膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉锋，吴博，汪倡，雷丹，付前刚，王军，齐玮凤，李进，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61