[发明专利]一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统及其使用方法，属于材料表面改性和涂层技术领域。一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统包括叶片固定模块、第一感应加热头和第二感应加热头，第一感应加热头和第二感应加热头，位于叶片固定木块的正上方和侧面，通过控制第一感应加热头、第二感应加热头与叶片基体的距离，对叶片基体的不同部位实现不同温度的梯度预热，从而减缓残余应力，防止叶片根部过热影响其力学行为。此外制冷模块可以保护电路控制模块和第一感应加热头、第二感应加热头不被烧坏。

技术领域

本发明涉及材料表面改性和涂层技术领域，具体涉及一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统及使用方法。

背景技术

随着航空工业对涡轮发动机的推力、推重比及燃油效率的要求越来越高，发动机的进口温度和燃气压力逐渐增大，发动机的压气机及涡轮叶片部分服役环境更加恶劣，特别是叶尖部分。一方面，叶尖为发生摩擦的主要部位，压气机在高速旋转过程中，在间隙偏差、超转等工况条件下都会导致叶尖与机匣内壁发生强烈摩擦，造成摩擦热积累及叶尖磨损等问题。另一方面，发动机工作时，在高速燃气流的作用下，叶尖端面受到振动应力，整个叶片的温度分布不均匀，叶尖温度高，叶片根部温度低，温度分布不同，又形成了温差应力，会使得叶尖端面在长时间工作产生裂纹。这些问题可以通过在叶尖端面制备具有减缓应力作用的切削涂层得到解决，从而充分保护叶尖端面。但目前尚未有制备具有减缓应力作用的叶尖切削涂层的相关设备。因此，亟待开发一种可用来制备一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出了一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统及使用方法，该系统可以用于制备具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层，从而解决了叶尖端面各处由于存在温差使得叶尖端面易产生裂纹的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统，包括叶片固定模块、第一感应加热头、第二感应加热头、制冷模块、电路控制模块，所述第一感应加热头和第二感应加热头分别位于叶片固定模块的上方和侧面，所述第一感应加热头、第二感应加热头均与电路控制模块通信连接，所述第一感应加热头、第二感应加热头、电路控制模块均与制冷模块管路连接；

所述叶片固定模块用于固定叶片基体，所述第一感应加热头和第二感应加热头分别对叶片基体的叶尖端面和叶身进行加热，所述电路控制模块用于控制第一感应加热头和第二感应加热头的加热参数，所述制冷模块为第一感应加热头、第二感应加热头、电路控制模块进行制冷。

进一步地，还包括两组调速模块，第一感应加热头、第二感应加热头分别固定安装在调速模块上。

进一步地，调速模块包括滑轨底座、皮带、电动滑块、电机、控制器，第一感应加热头或第二感应加热头固定安装在电动滑块上，电动滑块固定安装在皮带上，皮带传动安装在滑轨底座上，电机固定安装在滑轨底座上，电机与控制器通信连接；电机带动皮带移动时，皮带带动第一感应加热头或第二感应加热头移动。

进一步地，第二感应加热头为长条体形状，第二感应加热头的长度与叶片基体的高度相等，宽度为0.3-1cm；第二感应加热头倾斜放置在叶身的左侧，第二感应加热头的上端与叶尖端面齐平，倾斜角度为5-10°。

进一步地，第一感应加热头为长条体形状，第一感应加热头的宽度与第二感应加热头的宽度相等；第一感应加热头平行放置在叶尖端面正上方。

一种具有减缓残余应力作用的叶尖切削涂层制备系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、将涂覆有粘结合金层和撒布有硬质陶瓷颗粒的叶片基体固定在叶片固定模块上，其中叶尖端面朝上；

S2、分别将第一感应加热头和第二感应加热头移动至叶尖端面的正上方和叶身左侧；

S3、启动制冷模块；