一种降低航空封严用Mo涂层弯曲曲面的界面污染方法

一种降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法
技术领域：
1.本发明涉及一种降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法。


背景技术：

2.在航空领域，铁基合金具有良好的强度、塑性、韧性，常用于各种零部件的制备。但是，在服役过程中，有一些苛刻的摩擦磨损环境；铁基合金会遇到严重的磨损消耗导致零件失效。为了提高工件的耐磨性，选择在工件表面制备一层耐磨封严的涂层来提高工件的耐磨性，延长其使用年限。aps等离子喷涂技术具有高的沉积率、涂层致密度高、低成本、加工便捷等特点；所以选择aps等离子喷涂技术。日本的专家学者研究发现了mo在零件的摩擦磨损过程；会发生氧化现象；能形成低摩擦系数的moo3；在摩擦磨损中起到自润滑降磨的作用；从而提高了零部件的耐磨性。
3.aps大气等离子喷涂mo涂层作为一种航空领域用的封严涂层比较具有优势的技术，工程化应用的最关键的是涂层界面结合状态问题。涂层结合界面直接喷涂涂层；往往结合力比较低。一般采用喷砂来提高涂层界面结合状态。常用的与试样表面形成垂直90
°
喷砂方法；但是常规与试样表面形成垂直90
°
中的试样表面是平坦的；弯曲曲面采用与试样表面形成垂直90
°
喷砂方法会在涂层界面产生过多的界面污染；直接的结果是界面污染过多，会导致涂层与基体结合力下降，加上后期使用过程中涂层产生的摩擦磨损及应力；更容易引起涂层的失效、剥落等现象。工况环境严重时，会引起零部件的断裂、失效的发生。进而会导致设备损坏、装备停机等。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，解决了航空发动机零部件封严用mo涂层界面污染过多的问题。
5.本发明是通过以下技术方案予以实现的：
6.一种降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，该方法包括以下步骤：
7.1)将不锈钢试样弯曲成r47-49mm的试样然后用酒精或汽油清洗，然后固定在工装上，工装夹具在转台以80-100r/min速度旋转；
8.2)用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理；喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在20
°‑
40
°
；喷枪压力：0.15-0.25mpa；吹砂距离：50-80mm；
9.或，采用氩离子抛光处理的方法对弯曲试样进行表面活化粗化处理或采用电解抛光处理的方法进行表面活化粗化处理；
10.3)在步骤2)得到的弯曲试样上采用aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层，条件是：氢气：10-12l/h；氩气：40-45l/h；电流：430-450a；电压：90-120v；喷距：80-100mm；送粉量：30-40g/min。
11.优选地，步骤1)转台以90r/min速度旋转。
12.优选地，步骤2)喷嘴直径为φ10mm；喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的
角度为30
°
，喷枪压力为0.2mpa，吹砂距离为60mm。
13.其中，氩离子抛光处理工艺参数：电压：3-5kev，时间：1h,真空度：3e-5
pa。
14.其中，电解抛光处理工艺参数：电压：25v，时间：60s，电流：0.4-0.6ma，温度：-10℃。
15.特别地，下雨天以及天气潮湿时，在步骤3)前在弯曲试样上进行热处理，热处理温度为1050-1100℃，保温时间3h。
16.本发明的有益效果如下：本发明能明显降低航空发动机零部件封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染。
附图说明：
17.图1是实施例1中实施本专利技术之前航空封严mo涂层的金相图；
18.图2是实施例1中实施本专利技术之后航空封严mo涂层的金相图；
19.图3是实施例3中基体-氩离子抛光后的表面的fsd-ebsd图；
20.图4是实施例4中基体-电解抛光后的表面的sem图；
21.图5是实施例3中基体-未进行氩离子抛光-喷涂涂层的金相图；
22.图6是实施例3中基体-氩离子抛光后-喷涂涂层的金相图；
23.图7是实施例4中基体-未进行电解抛光-喷涂涂层的金相图；
24.图8是实施例4中基体-电解抛光后-喷涂涂层的金相图；
25.图9是实施例9未进行热处理
‑‑
喷涂涂层的金相图；
26.图10是实施例9热处理后
‑‑
喷涂涂层的金相图。
具体实施方式：
27.以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
28.实施例1：
29.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
30.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在30
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：50mm。
31.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
32.实施本专利技术前后航空封严mo涂层的界面污染示意图参见图1和图2，由此可见本发明能明显降低航空发动机零部件封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染。
33.实施例2：
34.以314不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
35.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在30
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：80mm。
36.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
37.实施例3
38.以304不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
39.对清洗后的弯曲试样采用氩离子抛光处理的方法进行表面活化粗化处理，其中氩离子抛光工艺参数：电压：3-5kev，时间：1h,真空度：3e-5
pa。
40.基体-氩离子抛光后的表面的fsd-ebsd图参见图3。
41.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
42.实施本实施例方法前后航空封严mo涂层的界面污染示意图参见图5和图6，由此可见本实施例能明显降低航空发动机零部件封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染。
43.实施例4
44.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
45.对清洗后的弯曲试样采用电解抛光处理的方法进行表面活化粗化处理。其中电解抛光工艺参数：电压：25v，时间：60s,电流：0.4-0.6ma，温度：-10℃。基体-电解抛光后的表面的sem图参见图4。
46.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
47.实施本实施例技术前后航空封严mo涂层的界面污染示意图参见图7和图8，由此可见本发明能明显降低航空发动机零部件封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染。
48.实施例5：
49.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
50.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在20
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：50mm。
51.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
52.实施例6：
53.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
54.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在40
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：50mm。
55.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：
10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
56.实施例7：
57.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
58.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在30
°
。喷枪压力：0.15mpa；吹砂距离：50mm。
59.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
60.实施例8：
61.以316l不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
62.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在30
°
。喷枪压力：0.25mpa；吹砂距离：50mm。
63.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
64.实施例9
65.与实施例1不同之处在于，在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层前还经过热处理，其他均与实施例1相同。
66.以不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
67.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在30
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：50mm。
68.再在弯曲试样上进行热处理，其中热处理温度为1050-1100℃，保温时间3h。然后通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
69.实施本实施例技术前后航空封严mo涂层的界面污染示意图参见图9和图10，由此可见，本发明能更明显降低航空发动机零部件封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染。对于下雨天以及天气潮湿时，经过热处理的试样，效果会更好。
70.对比例1
71.本对比例与实施例1不同之处在于，喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在90
°
，其他与实施例1相同。
72.以不锈钢为基体，将100
×
14
×
2mm(长宽高)试样不锈钢弯曲成r48mm，厚度：2mm的试样。然后用酒精或汽油清洗；将清洗后的弯曲试样固定在r60mm,高度:30mm,壁厚:12mm工装上，工装夹具在转台以80r/min速度旋转。
73.用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理。喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在90
°
。喷枪压力：0.2mpa；吹砂距离：50mm。
74.再在弯曲试样上通过aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层；试验条件是：氢气：10l/h；氩气：40l/h；电流：430a；电压：100v；喷距：90mm；送粉量：35g/min。
75.对比例2
76.本对比例与实施例1不同之处在于，工装夹具在转台以110r/min速度旋转，其他与实施例1相同。
77.对比例3
78.本对比例与实施例1不同之处在于，喷枪出砂口与弯曲试样表面接触面的角度是10
°
，其他与实施例1相同。
79.对比例4
80.本对比例与实施例1不同之处在于，喷枪压力：0.9mpa，其他与实施例1相同。
81.对比例5
82.本对比例与实施例1不同之处在于，喷距为120mm，其他与实施例1相同。
83.对比例6
84.本对比例与实施例1不同之处在于，氢气流量为20l/min，其他与实施例1相同。
85.对比例7
86.本对比例与实施例1不同之处在于，电压为：150v，其他与实施例1相同。
87.对比例8
88.本对比例与实施例1不同之处在于，送粉量为：60g/min。其他与实施例1相同。
89.测试例
90.采用hb 20195-2016标准测试实施例1-9和对比例1-8处理后的涂层的界面污染。采用c633标准测试涂层结合强度。
91.采用显微维氏硬度计测试涂层显微维氏硬度。
92.测试结果参见表1。
93.表1
94.95.
技术特征：
1.一种降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将不锈钢试样弯曲成r47-49mm的试样然后用酒精或汽油清洗，然后固定在工装上，工装夹具在转台以80-100r/min速度旋转；2)用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理；喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在20
°‑
40
°
；喷枪压力：0.15-0.25mpa；吹砂距离：50-80mm；或，采用氩离子抛光处理的方法对弯曲试样进行表面活化粗化处理，或，采用电解抛光处理的方法进行表面活化粗化处理；3)在步骤2)得到的弯曲试样上采用aps大气等离子喷涂技术喷涂mo涂层，条件是：氢气：10-12l/h；氩气：40-45l/h；电流：430-450a；电压：90-120v；喷距：80-100mm；送粉量：30-40g/min。2.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，步骤1)转台以90r/min速度旋转。3.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，步骤2)喷嘴直径为φ10mm。4.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，步骤2)喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度为30
°
。5.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，步骤2)喷枪压力为0.2mpa。6.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，步骤2)吹砂距离为60mm。7.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于其中，氩离子抛光处理工艺参数：电压：3-5kev，时间：1h，真空度：3e-5
pa。8.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，电解抛光处理工艺参数：电压：25v，时间：60s，电流：0.4-0.6ma，温度：-10℃。9.根据权利要求1所述的降低航空封严用mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，其特征在于，下雨天以及天气潮湿时，在步骤3)前，在弯曲试样上进行热处理，热处理温度为1050-1100℃，保温时间3h。

技术总结
本发明公开了一种降低航空封严用Mo涂层弯曲曲面的界面污染方法，该方法包括以下步骤：1)将不锈钢试样弯曲成R47-49mm的试样然后用酒精或汽油清洗，然后固定在工装上，工装夹具在转台以80-100r/min速度旋转；2)用240目的锆刚玉对弯曲试样进行表面活化粗化处理；喷砂枪口出砂与弯曲曲面试样表面接触面的角度控制在20


技术研发人员：陈焕涛 赵利 邓春明 戴红亮 朱晖朝 康忠明 朱霞高 黄健 张忠诚
受保护的技术使用者：广东省科学院新材料研究所
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/10/15