一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法
【专利摘要】本发明提供了一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其能有效降低涂层表面粗糙，从而有效提高叶片的防腐蚀能力。其特征在于：喷砂的压力为0.10MPa～0.15MPa，喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm～120mm，喷砂的丸料目数为80目～100目，喷砂后的表面粗糙度控制在Rz≤10μm。
【专利说明】一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及叶片防腐蚀加工【技术领域】，尤其是涉及采用磷铬酸盐防腐蚀涂层进行叶片防腐蚀加工的【技术领域】，具体为一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法。
【背景技术】
[0002]在燃气轮机压气机叶片生产过程中，通常会在叶片表面喷涂磷铬酸盐防腐蚀涂层以提高叶片的防腐能力。磷铬酸盐涂层分为底层和面层，底层为含铝粉的磷酸盐和铬酸盐体系，面层为含有惰性填充物的磷酸盐和铬酸盐体系。底层是牺牲性阳极涂层，具有较好的电化学保护能力，面层是阻挡型涂层，可进一步提高涂层的抗冲刷性和防腐蚀性。该涂层适用于不锈钢、低合金钢、高强度钢等零组件的防护，能长期有效地提高这些材料在600°C以下大气中的防腐蚀能力、抗热震性能和抗冲刷性能。同时，该涂层具有较好的热稳定性和较高的附着力。当环境温度超过600°C时，该涂层的自牺牲保护功能将失效，但在870°C以内，该涂层仍具有较好的抗氧化性能。
[0003]涂层的表面粗糙度是涂层特征的关键参数，涂层表面粗糙度越低，气流以及腐蚀介质对涂层的冲刷作用越小，因此降低涂层表面的粗糙度有助于提高涂层的耐腐蚀性能。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其能有效降低涂层表面粗糖，从而有效提闻叶片的防腐蚀能力。
[0005]其技术方案是这样的，其包括以下工艺流程:(I)清洗叶片表面，除去叶片表面油污；(2)采用夹具固定叶片叶根，再将叶片整体放入热处理炉或者烘箱内，去除叶片表面杂质；(3)用胶带保护叶根；(4)将叶片放入喷砂机内对叶片的叶身型面进行喷砂；(5)清理叶片表面，保证叶片表面无砂粒灰尘残留；(6)底层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐；(7)在喷涂房中对叶片表面进行底层喷涂；(8)在室温下进行所述底层涂层的风干；
(9)将叶片放入热处理炉中进行底层涂料的固化；(10)将叶片放入喷砂机内进行导通喷砂，再测试叶片涂层底层喷砂后的电阻率；(11)再次清理叶片表面，确保叶片表面无砂粒灰尘残留；(12)面层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐；(13)在喷涂房中对叶片表面进行面层喷涂；(14)在室温下对所述面层涂层进行风干处理；(15)将叶片放入热处理炉中进行面层固化；(16)检测涂层厚度、粗糙度后入库；其特征在于:所述步骤(4)中，所述喷砂的压力为0.10 MPa?0.15MPa,所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm?120mm,所述喷砂的丸料目数为80目?100目，所述喷砂后的表面粗糙度控制在RzS IOym0
[0006]其进一步特征在于:
所述步骤(6)、步骤(12)中涂料搅拌包括以下步骤:首先采用振动机以高频振动的方式把涂料中的铝块进行细化；然后采用旋片式搅拌机把涂料搅拌均匀，搅拌时间为12h ;再把搅拌均匀的涂料分成小瓶分装；最后将分装于小瓶内的涂料加入喷枪容器罐；
在将搅拌均匀的涂料分装到小瓶内的过程中、以及将小瓶内的涂料加入所述喷枪容器罐的过程中，均使用200目纱网进行对涂料进行过滤，以除去涂料中的粗颗粒；
所述步骤(10)中，所述导通喷砂的压力为0.1MPa~0.2MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm~120mm,所述喷砂的丸料目数为80目~100目；
所述步骤(10)中，所述导通喷砂后，涂层电阻率应≤15Ω ；
所述底层喷涂前后、面层喷涂前后，涂层的厚度差均应控制在1Oum以内；
所述步骤(8)、步骤(13)中的风干处理中，环境温度应控制在20~26°C，且环境湿度应保持在40%~60%，保证风干处理的时间≥2小时；
所述步骤(9)、步骤(14)中的固化处理，先加热到80°C保温lh，以使涂层中的水分更好地蒸发，再升温至为310~320°C，保温1~1.5h ;
喷涂面层后，涂层表面的粗糙度Rz≤ 4μm;
所述面层涂料从配制开始起须在8小时以内完成喷涂、风化处理并进入热处理炉进行
面层固化。
[0007]本发明工艺的有益效果在于:其首先通过控制喷砂的压力、喷枪与叶片的距离以及喷砂丸料的目数，来降低涂层基底表面的粗糙度，从而为降低涂层表面粗糙度打下良好基础；再分别控制底层涂料、面层涂料的搅拌工艺，使得涂料更均匀，并且涂料进行两次分装、两次纱网过滤使得涂料中的粗大颗粒被去除，从而能进一步降低涂层喷涂后的表面粗糙度；另外，在底层喷涂与面层喷涂后，均需要对涂层进行风干处理，在风干处理时严格控制环境温度和温度，并控制风干处理的时间，以避免风干处理时间过长而引起涂层回潮、并导致后续固化时涂层发生流淌现象并产生缺陷。
【具体实施方式】
[0008]实施例一:
一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其包括以下工艺流程:
(1)清洗叶片表面，除去叶片表面油污；
(2)采用夹具固定叶片叶根，再将叶片整体放入热处理炉或者烘箱内，去除叶片表面杂
质；
(3)用胶带保护叶根；
(4)将叶片放入喷砂机内对叶片的叶身型面进行喷砂，喷砂的压力为0.10 MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为100mm，所述喷砂的丸料目数为90目，所述喷砂后的表面粗糙度控制在Rz ≤10 μ m ；
(5)清理叶片表面，保证叶片表面无砂粒灰尘残留；
(6)底层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐，首先采用振动机以高频振动的方式把涂料中的铝块进行细化；然后采用旋片式搅拌机把涂料搅拌均匀，搅拌时间为12h ;再把搅拌均匀的涂料分成小瓶分装；最后将分装于小瓶内的涂料加入喷枪容器罐；在将搅拌均匀的涂料分装到小瓶内的过程中、以及将小瓶内的涂料加入所述喷枪容器罐的过程中，均使用200目纱网进行对涂料进行过滤，以除去涂料中的粗颗粒；
(7)在喷涂房中对叶片表面进行底层喷涂，喷涂时喷枪应尽量与被喷面垂直，如果喷枪以倾斜的角度喷涂，则涂层不易附着在叶片表面上，会导致涂层厚度偏小，后续导通喷砂时，该部分的涂层受到砂粒的冲击容易剥落；(8)在室温下进行所述底层涂层的风干，底层风干的温度设定为20°C，开启空调以保持空气的湿度维持在60%，风干时间为2小时；
(9)将叶片放入热处理炉中进行底层涂料的固化，底层的固化工艺为加热到80°C保温I小时，然后再升温至320°C保温1.25h，出炉空冷，在固化过程中尤其注意叶片不能出现磕碰现象；
(10)将叶片放入喷砂机内进行导通喷砂，导通喷砂的压力为0.15MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为100mm，所述喷砂的丸料目数为100目，然后再测试叶片涂层底层喷砂后的电阻率，控制涂层电阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理叶片表面，确保叶片表面无砂粒灰尘残留；
(12)面层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐，其实施方式与步骤(6)相同；
(13)在喷涂房中对叶片表面进行面层喷涂，面层喷涂后涂层表面的粗糙度Rz< 4 μ m ;
(14)在室温下对所述面层涂层进行风干处理，风干处理时环境温度应控制在20°C，且环境湿度应保持在50%，保证风干处理的时间为2.5小时；
(15)将叶片放入热处理炉中进行面层固化，固化温度为310°C，保温Ih；
(16)检测涂层厚度、粗糙度后入库。
[0009]上述工艺中，底层喷涂前后、面层喷涂前后，涂层的厚度差均应控制在IOymW内；面层涂料从配制开始起须在8小时以内完成喷涂、风化处理并进入热处理炉进行面层固化。
[0010]实施例二:
一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其包括以下工艺流程:
(1)清洗叶片表面，除去叶片表面油污；
(2)采用夹具固定叶片叶根，再将叶片整体放入热处理炉或者烘箱内，去除叶片表面杂
质；
(3)用胶带保护叶根；
(4)将叶片放入喷砂机内对叶片的叶身型面进行喷砂，喷砂的压力为0.15MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm，所述喷砂的丸料目数为100目，所述喷砂后的表面粗糙度控制在Rz < 10 μ m ;
(5)清理叶片表面，保证叶片表面无砂粒灰尘残留；
(6)底层涂料搅拌、分装、 过滤后倒入喷枪容器罐，首先采用振动机以高频振动的方式把涂料中的铝块进行细化；然后采用旋片式搅拌机把涂料搅拌均匀，搅拌时间为12h ;再把搅拌均匀的涂料分成小瓶分装；最后将分装于小瓶内的涂料加入喷枪容器罐；在将搅拌均匀的涂料分装到小瓶内的过程中、以及将小瓶内的涂料加入所述喷枪容器罐的过程中，均使用200目纱网进行对涂料进行过滤，以除去涂料中的粗颗粒；
(7)在喷涂房中对叶片表面进行底层喷涂，喷涂时喷枪应尽量与被喷面垂直，如果喷枪以倾斜的角度喷涂，则涂层不易附着在叶片表面上，会导致涂层厚度偏小，后续导通喷砂时，该部分的涂层受到砂粒的冲击容易剥落；
(8 )在室温下进行所述底层涂层的风干，底层风干的温度设定为23 °C，开启空调以保持空气的湿度维持在50%，风干时间≥3小时；
(9)将叶片放入热处理炉中进行底层涂料的固化，底层的固化工艺为先加热到80°C保温I小时，然后再升温至315°c保温lh，出炉空冷，在固化过程中尤其注意叶片不能出现磕碰现象； (10)将叶片放入喷砂机内进行导通喷砂，导通喷砂的压力为0.2MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm，所述喷砂的丸料目数为90目，然后再测试叶片涂层底层喷砂后的电阻率，控制涂层电阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理叶片表面，确保叶片表面无砂粒灰尘残留；
(12)面层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐，其实施方式与步骤(6)相同；
(13)在喷涂房中对叶片表面进行面层喷涂，面层喷涂后涂层表面的粗糙度Rz< 4μπι;
(14)在室温下对所述面层涂层进行风干处理，风干处理时环境温度应控制在26°C，且环境湿度应保持在40%，保证风干处理的时间2小时；
(15)将叶片放入热处理炉中进行面层固化，固化温度为320°C，保温1.5h ；
(16)检测涂层厚度、粗糙度后入库。
[0011]上述工艺中，底层喷涂前后、面层喷涂前后，涂层的厚度差均应控制在IOymW内；面层涂料从配制开始起须在8小时以内完成喷涂、风化处理并进入热处理炉进行面层固化。
[0012]实施例三:
一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其包括以下工艺流程:
(1)清洗叶片表面，除去叶片表面油污；
(2)采用夹具固定叶片叶根，再将叶片整体放入热处理炉或者烘箱内，去除叶片表面杂
质；
(3)用胶带保护叶根；
(4)将叶片放入喷砂机内对叶片的叶身型面进行喷砂，喷砂的压力为0.125MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为120mm，所述喷砂的丸料目数为80目，所述喷砂后的表面粗糙度控制在Rz ^ 10 μ m ；
(5)清理叶片表面，保证叶片表面无砂粒灰尘残留；
(6)涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐，首先采用振动机以高频振动的方式把涂料中的铝块进行细化；然后采用旋片式搅拌机把涂料搅拌均匀，搅拌时间为12h ;再把搅拌均匀的涂料分成小瓶分装；最后将分装于小瓶内的涂料加入喷枪容器罐；在将搅拌均匀的涂料分装到小瓶内的过程中、以及将小瓶内的涂料加入所述喷枪容器罐的过程中，均使用200目纱网进行对涂料进行过滤，以除去涂料中的粗颗粒；
(7)在喷涂房中对叶片表面进行底层喷涂，喷涂时喷枪应尽量与被喷面垂直，如果喷枪以倾斜的角度喷涂，则涂层不易附着在叶片表面上，会导致涂层厚度偏小，后续导通喷砂时，该部分的涂层受到砂粒的冲击容易剥落；
(8 )在室温下进行所述底层涂层的风干，底层风干的温度设定为26 °C，开启空调以保持空气的湿度维持在40%，风干时间为2.3小时；
(9)将叶片放入热处理炉中进行底层涂料的固化，底层的固化工艺为加热到80°C保温I小时，然后再升温至310°C保温1.5h，出炉空冷，在固化过程中尤其注意叶片不能出现磕碰现象；
(10)将叶片放入喷砂机内进行导通喷砂，导通喷砂的压力为0.1MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为120mm，所述喷砂的丸料目数为80目，然后再测试叶片涂层底层喷砂后的电阻率，控制涂层电阻率< 15 Ω ；
(11)再次清理叶片表面，确保叶片表面无砂粒灰尘残留；
(12)面层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐，其实施方式与步骤(6)相同；
(13)在喷涂房中对叶片表面进行面层喷涂，面层喷涂后涂层表面的粗糙度Rz< 4μπι;
(14)在室温下对所述面层涂层进行风干处理，风干处理时环境温度应控制在23°C，且环境湿度应保持在60%，保证风干处理的时间为2.8小时；
(15)将叶片放入热处理炉中进行面层固化，固化温度为315°C，保温1.25h ；
(16)检测涂层厚度、粗糙度后入库。
[0013]上述工艺中，底层喷涂前后、面层喷涂前后，涂层的厚度差均应控制在IOymW内；面层涂料从配制开始起须在8小时以内完成喷涂、风化处理并进入热处理炉进行面层固化。
【权利要求】
1.一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其包括以下工艺流程:(1)清洗叶片表面，除去叶片表面油污；(2)采用夹具固定叶片叶根，再将叶片整体放入热处理炉或者烘箱内，去除叶片表面杂质；(3)用胶带保护叶根；(4)将叶片放入喷砂机内对叶片的叶身型面进行喷砂；(5)清理叶片表面，保证叶片表面无砂粒灰尘残留；(6)底层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐；(7)在喷涂房中对叶片表面进行底层喷涂；(8)在室温下进行所述底层涂层的风干；(9)将叶片放入热处理炉中进行底层涂料的固化；(10)将叶片放入喷砂机内进行导通喷砂，再测试叶片涂层底层喷砂后的电阻率；(11)再次清理叶片表面，确保叶片表面无砂粒灰尘残留；(12)面层涂料搅拌、分装、过滤后倒入喷枪容器罐；(13)在喷涂房中对叶片表面进行面层喷涂；(14)在室温下对所述面层涂层进行风干处理；(15)将叶片放入热处理炉中进行面层固化；(16)检测涂层厚度、粗糙度后入库；其特征在于:所述步骤(4)中，所述喷砂的压力为0.10 MPa~0.15MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm~120mm，所述喷砂的丸料目数为80目~100目，所述喷砂后的表面粗糙度控制在Rz ≤ 10 μ m。
2.根据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述步骤(6)、步骤(12)中涂料搅拌包括以下步骤:首先采用振动机以高频振动的方式把涂料中的铝块进行细化；然后采用旋片式搅拌机把涂料搅拌均匀，搅拌时间为12h ;再把搅拌均匀的涂料分成小瓶分装；最后将分装于小瓶内的涂料加入喷枪容器罐。
3.根据权利要求2所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:在将搅拌均匀的涂料分装到小瓶内的过程中、以及将小瓶内的涂料加入所述喷枪容器罐的过程中，均使用200目纱网进行对涂料进行过滤，以除去涂料中的粗颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述步骤(10)中，所述导通喷砂的压力为0.1MPa~0.2MPa，所述喷砂时喷枪与叶片的距离为80mm~120mm,所述喷砂的丸料目数为80目~100目。
5.根据权利要求4所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述步骤(10)中，所述导通喷砂后，涂层电阻率应≤15Ω。
6.根据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述步骤(8)、步骤(13)中的风干处理中，环境温度应控制在20~26°C，且环境湿度应保持在40%~60%，保证风干处理的时间≥2小时。
7.根据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述步骤(9)、步骤(14)中的固化处理，先加热到80°C保温lh，以使涂层中的水分更好地蒸发，再升温至为310~320°C，保温I~1.5h。
8.根据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:喷涂面层后，涂层表面的粗糙度Rz ≤4μπι。
9.根 据权利要求1所述的一种降低无机涂层表面粗糙度的喷砂与喷涂方法，其特征在于:所述面层涂料从配制开始起须在8小时以内完成喷涂、风化处理并进入热处理炉进行面层固化。
【文档编号】B24C7/00GK103659615SQ201310680280
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】徐鲲濠, 史奎, 刘军峰, 汤先辉, 王烜烽 申请人:无锡透平叶片有限公司