一种高发射率、低热导率涂层及其制备方法与流程

本发明属于热防护涂层制备技术领域，具体涉及一种高发射率、低热导率涂层及其制备方法。

背景技术：

耐受气动热环境是飞行器结构与热防护系统最突出的问题，必须采取有效的热防护措施保证弹体结构及舱内设备在安全的温度下工作，其中热结构部件对高发射率、低热导率涂层的需求迫切。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种高发射率、低热导率涂层及其制备方法，以解决如何在高温合金基体表面制备高发射率、低热导率涂层的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种高发射率、低热导率涂层的制备方法，该制备方法包括在零件基体表面依次喷涂conicraly底层、氧化锆过渡层和高发射率面层，得到高发射率、低热导率涂层。

进一步地，该制备方法具体包括如下步骤：

s1、预检：零件表面无毛刺、锐边、锈蚀、油污、划伤、碰伤、颜色标志和杂质；

s2、清理：用压缩空气将待喷涂的零件表面吹拂干净；

s3、保护：对零件的非喷涂区域进行保护；

s4、吹砂：对零件表面进行吹砂处理；

s5、预热：在喷涂前对零件进行预热；

s6、喷涂：对零件基体表面依次喷涂conicraly底层、氧化锆过渡层和高发射率面层；

s7、清理：对非喷涂区域的涂层进行清除；

s8、检验：对涂层表面进行缺陷检查，确定涂层厚度满足要求。

进一步地，在步骤s3中，采用高温胶带对零件的非喷涂区域进行保护。

进一步地，在步骤s4中，采用石英砂粒对零件表面进行喷砂处理，粒度为50目～115目，压缩空气压力控制在0.4mpa，射流与零件表面夹角为70°～80°，距离控制在100mm～120mm之间。

进一步地，在步骤s5中，使用等离子喷枪对零件进行预热。

进一步地，在步骤s5中，预热后零件基体温度为80℃～120℃。

进一步地，在步骤s6中，在喷涂过程中通过冷却装置控制零件基体温度不超过200℃。

此外，本发明还提出一种高发射率、低热导率涂层，该涂层采用上述方法制备。

(三)有益效果

本发明提出的高发射率、低热导率涂层及其制备方法，该制备方法包括在零件基体表面依次喷涂conicraly底层、氧化锆过渡层和高发射率面层，得到高发射率、低热导率涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、利用本发明得到的高发射率、低热导率涂层，涂层厚度结构合理，可有效避免各层材料之间因热膨胀系数差异导致的失效；

2、采用高发射率材料(la-ca-cr-o)、氧化锆过渡层(8ysz)、conicraly底层等材料的组合，可提高表面发射率的同时，降低高温高速气流对基体的热传导，有效降低高温结构件的热载荷。

附图说明

图1为本发明实施例高发射率、低热导率涂层制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种在材料为gh4099的高温合金板零件(长100mm，宽100mm，厚5mm)表面制备高发射率、低热导率涂层的制备方法，其流程如图1所示。该制备方法具体包括如下步骤：

s1、预检：零件外表面无毛刺、锐边、锈蚀，无严重的油污、划伤、碰伤、颜色标志和其它机械杂质。

s2、清理：用压缩空气将待喷涂的零件表面吹拂干净，如果局部有污物，需用干净的无毛棉布浸汽油将表面污物擦拭干净。

s3、保护：采用高温胶带对零件的非喷涂区域(上表面为喷涂区域，其余部位均保护)进行保护。

s4、吹砂：采用石英砂粒，粒度为50目～115目，压缩空气压力控制在0.4mpa，射流与零件表面夹角为70°～80°，距离控制在100mm～120mm之间。吹砂完成后，用压缩空气将待喷涂表面吹拂干净，吹砂后的零件在2h内进行喷涂。

s5、预热：在喷涂前，用等离子喷枪对零件预热一遍，预热后零件基体温度为80℃～120℃。

s6、喷涂：按表1的喷涂工艺参数进行conicraly底层、氧化锆过渡层、高发射率面层喷涂，喷涂过程通过冷却装置控制零件基体温度不超过200℃。采用测厚仪测量涂层厚度，并记录。

表1等离子喷涂高发射率、低热导率涂层工艺参数

s7、清理：去除高温胶带，并用砂纸或锉刀对非喷涂区域的涂层进行打磨清除。操作时不允许对零件基体和涂层造成损伤。

s8、检验：涂层表面连续、均匀，不允许有裂纹、剥落等缺陷；涂层厚度满足要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种高发射率、低热导率涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括在零件基体表面依次喷涂conicraly底层、氧化锆过渡层和高发射率面层，得到高发射率、低热导率涂层。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

s1、预检：零件表面无毛刺、锐边、锈蚀、油污、划伤、碰伤、颜色标志和杂质；

s2、清理：用压缩空气将待喷涂的零件表面吹拂干净；

s3、保护：对零件的非喷涂区域进行保护；

s4、吹砂：对零件表面进行吹砂处理；

s5、预热：在喷涂前对零件进行预热；

s6、喷涂：对零件基体表面依次喷涂conicraly底层、氧化锆过渡层和高发射率面层；

s7、清理：对非喷涂区域的涂层进行清除；

s8、检验：对涂层表面进行缺陷检查，确定涂层厚度满足要求。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中，采用高温胶带对零件的非喷涂区域进行保护。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s4中，采用石英砂粒对零件表面进行喷砂处理，粒度为50目～115目，压缩空气压力控制在0.4mpa，射流与零件表面夹角为70°～80°，距离控制在100mm～120mm之间。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s5中，使用等离子喷枪对零件进行预热。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s5中，预热后零件基体温度为80℃～120℃。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s6中，在喷涂过程中通过冷却装置控制零件基体温度不超过200℃。

8.一种高发射率、低热导率涂层，其特征在于，所述涂层采用上述任一项所述的方法制备。

技术总结
本发明属于热防护涂层制备技术领域，具体涉及一种高发射率、低热导率涂层及其制备方法。该制备方法包括在零件基体表面依次喷涂CoNiCrAlY底层、氧化锆过渡层和高发射率面层，得到高发射率、低热导率涂层。利用本发明得到的高发射率、低热导率涂层，涂层厚度结构合理，可有效避免各层材料之间因热膨胀系数差异导致的失效；采用高发射率材料、氧化锆过渡层、底层等材料的组合，可提高表面发射率的同时，降低高温高速气流对基体的热传导，有效降低高温结构件的热载荷。

技术研发人员：田伟智
受保护的技术使用者：北京星航机电装备有限公司
技术研发日：2019.09.06
技术公布日：2019.11.19