钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨工艺控制
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(! 材 料 控 制
为 预 防 零 件 缺 陷钛 合 金 材 料 必 须 进 行 入 厂 检 验以确保材料 符 合 要 求 主 要 检 查 内 容 包 括 材 料 标识合 格 证试 验 情 况规 格数 量毛 坯 件 全 尺 寸 和机械性能等
在钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨过程 中 需 要 使 用 的 材 料 见 表 (
! 新 技 术 新 工 艺 !U)(Z 年 ! 第 X 期 !
钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨工艺控制
郭 初 阳 廖 发 海 陈 ! 哲 邹 浩 彦
中国人民解放军驻西安飞机工业公司军事代表室陕西 西安 X())Z-
!!摘!要钛合金材料具有比强度高变形系数小热强性低 温韧性抗腐 蚀性和较 好的焊 接性 能等优 点被越来越多的应用于航空航天舰船制造等领域超音速火 焰喷涂 碳化钨技 术是热 喷涂 技术的 一种 是利用热源将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态用高速气 流将其雾化 并喷 射到基 体表面形 成涂层 的技 术为了使钛合金零件表面超音速火 焰 喷 涂 碳 化 钨 工 艺 更 加 成 熟通 过 从 材 料设 备人 员工 艺 和 加 工 环 境 等 方 面 进 行 控 制 完 善 并 优 化 工 艺 条 件 提 高 了 加 工 效 率 节 约 了 制 造 成 本 保 证 了 工 艺 质 量
!! 工 艺 控 制
!0(! 一 般 要 求 喷 涂 批 生 产 零 件 前 应 编 制 详 细 的 工 艺 文 件"并
经过识别和鉴定)工艺文件中应包括的主要内容见 表U"以确保涂层质量符 合要 求"稳 定 一 致) 鉴 定 后 的工艺文件中所要 求 的 工 艺 参 数 不 能 轻 易 更 改"若 需 更 改 "必 须 重 新 进 行 鉴 定 )
喷 涂 操 作 可 定 时 间 歇 "以 使 零 件 降 温 "并 用 来 检 查涂层厚度尺 寸"每 次 中 断 应 &() L$8) 在 喷 涂 操 作 期 间 或 间 歇 期 间 "可 以 采 用 吹 氮 气 &氩 气 或 压 缩 空 气的方法来加速降温)
喷枪枪口与零件表面之间的距离应恒定地控制
用于质量控制的试样应采用与零件相同的要求 进 行 处 理 "包 括 喷 丸 &表 面 清 理 和 喷 涂 等 ) 对 于 弯 曲 试样可以仅采用钝化处理作为喷涂前的表面清理方 式 "但 弯 曲 试 验 后 应 用 () 倍 放 大 镜 检 查 弯 曲 处 的 涂 层)连续喷涂时"应 在 生 产 前 进 行 一 次 所 有 质 量 控 制 试 验 *非 连 续 喷 涂 时 "应 在 每 次 生 产 前 进 行 一 次 所 有质量控 制 试 验) 喷 涂 质 量 控 制 试 验 所 用 的 试 样 时"喷枪与喷涂表面 之 间 的 角 度 应 采 用 生 产 零 件 时 需要使用的最小角 度"其 他 工 艺 参 数 按 工 艺 文 件 要 求执行)
表 U! 工 艺 文 件 应 包 含 的 主 要 内 容
序号
控制项目
(
喷涂所用的碳化钨粉末牌号
U
喷枪枪口与零件表面之间的距离
!
喷枪与喷涂表面的角度和相对移动速度
.
送粉量
/
丙烷气体流量
[
!号喷气燃料流量
X
氧气流量
Z
氮气流量
!!零件应在完成所有的成型和热处理操作并清洗 后.Z:内"开始喷涂操作)不允许采 用 吹砂的方 式 对零件进行清理)喷涂前应用薄铁皮或其他合适的 材料对与喷涂区相邻的区域进行保护)对于外形尺 寸'/))LL 的 零 件"喷 涂 前 应 对 待 喷 涂 表 面 进 行 预热"预热的最高温度为[/0/ ])
在规定参数的i[0! LL 范 围 内) 喷 枪 火 焰 流 中 心 线与零件表面之 间 的 角 度 应 尽 可 能 接 近 -)_) 喷 涂 范围的尺寸公 差 应 为 i! LL) 若 喷 枪 喷 涂 到 不 允 许存在涂 层 区 域"则 应 通 过 喷 玻 璃 丸 的 方 法 去 除) 使用丙酮或丁酮去除零件表面的残余烟尘或其他残 余 物 "应 戴 上 白 棉 手 套 搬 运 已 清 理 的 表 面 "并 用 中 性 包 装 纸 进 行 覆 盖 或 保 护 "直 至 准 备 开 始 喷 涂 ) !0U! 工 艺 流 程
.! 环 境 控 制
喷 涂 系 统 应 安 放 在 通 风 良 好 的 隔 音 室 内"设 备 控制系统集中安排 在 独 立 房 间 内"并 注 意 对 设 备 及 时降温)
用 于 产 品 检 验 的 场 地 应 与 生 产 场 地 隔 离 开"防 止成 品&在 制 品&拒 收 品 发 生 混 淆"场 地 应 干 净&整
新 技 术 新 工 艺 质 量 与 检 测
!&!
! 新 技 术 新 工 艺 !U)(Z 年 ! 第 X 期 !
洁 "避 免 产 品 在 检 验 过 程 中 遭 受 污 染 ) 应 配 备 检 验 平 台 "平 台 上 应 衬 有 软 垫 "且 软 垫 必
须保持清洁)检验 平 台 上 应 有 足 够 的 照 明 设 备"无 论采用天然散射光 或 无 反 射 光 的 白 色 透 射 光"光 照 强度$!))'Q)如果采用日光灯照明"只要.) J 日 光灯距检验台面在/))LL 范围内"则满足要求)
!!近几年钛合 金 材 料 借 助 其 优 越 的 物 理 化 学 性 能在工业制造领域 得 到 了 大 量 的 推 广 和 应 用特 别 是 在 航 空 制 造 业 钛 合 金 材 料 以 其 强 度 高 质 量 小 的 优势正逐步替代传统航空工业材料从发展趋势来 看 钛 合 金 制 品 将 在 诸 多 制 造 领 域 进 一 步 得 以 利 用 超音速火焰喷涂碳化钨工艺可以使钛合金零件表面 具有耐磨损抗腐 蚀耐 高 温抗 氧 化 和 自 润 滑 等 功 能 从 而 提 高 钛 合 金 零 件 的 质 量 和 可 靠 性 达 到 延 长 零件使用寿命 的 目 的 然 而由 于 钛 合 金 零 件 在 进 行超音速火焰喷涂碳化钨工艺过程中条件要求比较 高因 而 应 对 材 料设 备工 艺环 境质 量 和 人 员 等 方面进行控制 (PU
关 键 词 钛 合 金 超 音 速 火 焰 喷 涂 碳 化 钨 工 艺 控 制 中 图 分 类 号 16(XZ! ! 文 献 标 志 码 &
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喷涂期间应采用热电偶监测零件的基体温度" 对旋转零件进行喷 涂 时"可 以 采 用 红 外 线 测 量 基 体 或涂层温度代替热 电 偶 监 测 零 件 的 基 体 温 度"并 在 喷涂操作间歇和喷 涂 周 期 结 束 时 进 行 温 度 监 测"零 件基体的最高温度应&(X[ ]) 当喷 涂 区域的最 大 尺寸"/))LL 时 应 选 取 ! 个 测 温 点"最 大 尺 寸 为 /))#Z)) LL 时 应 选 取 . 个 测 温 点"最 大 尺 寸 ' Z))LL 时选取的测温点应'.个"并且均匀分布)
!$喷 涂 ) 按 经 过 鉴 定 的 工 艺 文 件 要 求 参 数 进 行 喷 涂 "每 次 喷 枪 点 火 时 "按 需 要 使 用 氢 气 作 为 燃 料 气 体)
.$涂 油 ) 对 已 喷 涂 零 件 涂 敷 缓 蚀 性 渗 透 油 进 行 保护"将零件在缓蚀性渗 透 油 中 浸 渍 至 少 / L$8"以 确保完全渗透"或在 涂 层 上 刷 涂 缓 蚀 性 渗 透 油 使 油 液保持至少/L$8"用清 洁 的 棉 布 擦 去 多 余 油 液"使 零件在 通风良 好的区域 干燥至 少 (:) 应尽 可能 在 刚完成喷涂的涂层上涂敷缓蚀性渗透油)如果涂层 经 过 了 机 加 或 研 磨 "则 应 重 新 涂 敷 缓 蚀 性 渗 透 油 )
表 (! 超 音 速 火 焰 喷 涂 碳 化 钨 工 艺 材 料
序号
材料
备注
(
丙烷
工业级
U
氧气
wk.baidu.com
工业级
!
氢气
工业级
.
气态氮
工业级
/
纯氩气
工业级
[
丁酮
工业级
X
丙酮
工业级
Z 碳化钨粉末
贮 存 于 密 封 的 容 器 中 并 保 持 干 燥
- 环氧胶粘剂
() !号喷气燃料
((
缓蚀性油
(U
棉本色布
(! 氧化铝砂纸
超 音 速 火 焰 喷 涂 碳 化 钨 工 艺 流 程 如 下%表 面 清 理%装夹保护%喷涂%涂油)
($表面清 理) 对 于 经 过 喷 丸 的 零 件"在 喷 涂 前 应 进 行 钝 化 处 理 *对 于 不 喷 丸 的 零 件 "在 喷 涂 前 应 进 行酸洗)
U$装 夹 保 护 ) 将 经 过 清 理 的 零 件 牢 固 地 安 装 在 喷涂工作台上"确保 在 喷 涂 过 程 中 相 对 位 置 不 会 发 生变化)装夹应合 理"确 保 焰 流 能 按 要 求 的 角 度 和 距离到达要喷涂的 表 面"对 不 需 要 涂 层 的 零 件 表 面 进行保护)
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(. 中性包装纸
U! 设 备 控 制
超音速火焰喷涂碳化钨工艺所用的喷枪必须安 装在自动行走机构 上并 能 够 准 确 控 制 喷 枪 与 喷 涂 表面的角度距 离 以 及 相 对 移 动 速 度 工 艺 实 施 过
!&*
新 技 术 新 工 艺 质 量 与 检 测
!质量
检测!
程中所用的减压 阀&流 量 计&压 力 表&送 粉 器 和 温 度 测量仪应进行定期校验)应使用在线温度测量仪和 速度监控装置"以 准 确 控 制 喷 涂 时 的 火 焰 流 温 度 和 速度"保证涂层 质 量 的 稳 定 性) 涂 层 厚 度 测 量 仪 的 精 度 应 保 证 厚 度 测 定 值 与 实 际 厚 度 之 差 在 i()" 以 内)喷涂设备应按照设备制造商的要求定期检查维 护)
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钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨工艺控制
郭 初 阳 廖 发 海 陈 ! 哲 邹 浩 彦
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!! 工 艺 控 制
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喷枪枪口与零件表面之间的距离应恒定地控制
用于质量控制的试样应采用与零件相同的要求 进 行 处 理 "包 括 喷 丸 &表 面 清 理 和 喷 涂 等 ) 对 于 弯 曲 试样可以仅采用钝化处理作为喷涂前的表面清理方 式 "但 弯 曲 试 验 后 应 用 () 倍 放 大 镜 检 查 弯 曲 处 的 涂 层)连续喷涂时"应 在 生 产 前 进 行 一 次 所 有 质 量 控 制 试 验 *非 连 续 喷 涂 时 "应 在 每 次 生 产 前 进 行 一 次 所 有质量控 制 试 验) 喷 涂 质 量 控 制 试 验 所 用 的 试 样 时"喷枪与喷涂表面 之 间 的 角 度 应 采 用 生 产 零 件 时 需要使用的最小角 度"其 他 工 艺 参 数 按 工 艺 文 件 要 求执行)
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序号
材料
备注
(
丙烷
工业级
U
氧气
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工业级
!
氢气
工业级
.
气态氮
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[
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缓蚀性油
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($表面清 理) 对 于 经 过 喷 丸 的 零 件"在 喷 涂 前 应 进 行 钝 化 处 理 *对 于 不 喷 丸 的 零 件 "在 喷 涂 前 应 进 行酸洗)
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新 技 术 新 工 艺 质 量 与 检 测
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