[发明专利]大尺寸筒形件可磨耗涂层喷涂方法

说明书

本发明涉及大尺寸筒形件可磨耗涂层喷涂方法。该方法包括：(1)提供待喷涂筒形内壁，在筒形内壁围合形成的空间内确定一个圆形平面；(2)提供喷枪组合机构，喷枪组合机构包括涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪；(3)设置涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪与筒形内壁的相对位置(4)使筒形内壁与喷枪组合绕轴线进行相对转动，在转动过程中，涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪扫过筒形内壁上的待喷涂表面。

技术领域

本发明涉及热喷涂领域，具体涉及大尺寸筒形件可磨耗涂层喷涂方法。

背景技术

封严涂层，也叫控隙涂层或密封涂层，是用以控制机械部件运转间隙的涂层。可磨耗封严涂层是喷涂在与转动组件相配合的静子上的允许磨耗的软涂层。可采用热喷涂工艺制成(如等离子喷涂和火焰喷涂)。

可磨耗封严涂层一般包括骨架组分和可磨耗租组分。骨架组分可以为金属或陶瓷。可磨耗组分可以选自石墨、氮化硼和聚苯酯中的一种或多种。可磨耗封严涂层的成分可以为铝硅-聚酯、铝-氮化硼、铝-石墨、铝青铜-聚酯、铜铝-氮化硼、镍-石墨、镍铜-氮化硼、镍铜铝-氮化硼、镍铬铝-膨润土、镍铬铁铝-氮化硼、镍-硅藻土、镍铬铝-硅藻土等。

发明内容

发明人发现，在进行大尺寸(如直径超过500mm)筒形件(如长径比≥0.5)的内壁可磨耗涂层喷涂施工中，喷涂后涂层表面存在大量“鼓包”、“疙瘩”等表面形貌，经车削加工后在涂层表面留下凹坑等缺陷，无法满足精密动力装置对可磨耗涂层的技术要求。

为了解决上述问题，发明人开展了大量工作，研究了导致大尺寸筒形件喷涂过程中形成“鼓包”、“疙瘩”等缺陷的主要原因，提出了创新的涂层缺陷的形成机理如下：

筒形内壁围合形成一个四周封闭的空间，喷涂在该封闭空间内进行。可磨耗涂层材料中含有大尺寸的可磨耗组分颗粒(如粒径100～250μm的聚苯酯、氮化硼、石墨等)，在喷涂过程中，存在反弹的未熔颗粒以及材料烧损产生的烟尘等颗粒物，这些物质容易附着在待喷涂表面上，进而造成为涂层中的污染物和缺陷。此外，对于大尺寸筒形件，由于工件回转直径大，同一喷涂面两次喷涂之间要经历较远的距离和较长的时间，加剧了涂层中的污染物和缺陷。同时，大尺寸桶型件较深、长径比大(≥0.5)，可磨耗喷涂过程中产生的烟尘漂浮于喷涂面附近形成二次污染。此外，由于可磨耗涂层还具有喷涂厚度厚(一般超过2mm)、喷涂时间长(是抗氧化、耐磨等其他涂层喷涂时间的10倍以上)的特点，“鼓包”、“疙瘩”等喷涂缺陷在可磨耗涂层上表现得尤为显著。

基于上述对缺陷形成机理的创新认识，本公开提供了一种创新的在筒形内壁上喷涂可磨耗涂层的方法，该方法包括：

(1)提供待喷涂筒形内壁，在筒形内壁围合形成的空间内确定一个圆形平面，圆形平面垂直于筒形内壁的轴线，且圆形平面的圆心O位于轴线上，且圆形平面的半径等于筒形内壁的半径；

(2)提供喷枪组合机构，喷枪组合机构包括涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪，涂料喷枪用于喷射涂料和焰流，第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪分别用于喷射吹扫气流，涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪彼此相对位置固定；

(3)设置涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪与筒形内壁的相对位置，使其满足以下条件i)～iii)：

i)涂料喷枪、第一气流喷枪、第二气流喷枪和第三气流喷枪均位于步骤(1)确定的圆形平面上，并分别在圆形平面的边上形成喷射落点，分别记为落点T、落点A、落点B和落点C；

ii)在圆形平面的边上，落点A和落点B分别位于落点T的两侧，在圆形平面的边上形成弧AT和弧BT，弧AT的长度为2～4个焰斑直径，弧BT的长度为2～4个焰斑直径；焰斑直径是指涂料喷枪扫过筒形内壁的待喷涂区域时形成的条状涂层印记的宽度；以及