本发明涉及燃气轮机火焰筒制造领域，特别提供了一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺。
背景技术：
燃气轮机燃烧室等热端部件的防腐、防硫、防高温氧化，历来是设计者要考虑的重要问题，因为这直接影响着发动机的性能和寿命，由于高温搪瓷涂层具有耐高温燃气冲刷、化学稳定性好、耐热震性能好、使用温度高等特点，在航空发动机的热端部件广泛使用。高温搪瓷涂层使高温合金部件在高温下与环境“隔离”起来，使高温合金的氧化和腐蚀降低到最小程度，从而有效的改善了高温合金的高温抗氧化、抗腐蚀、抗高速高温气流冲刷的性能并降低高温合金热疲劳性能等。燃气轮机热端部件使用高温搪瓷涂层的实践证明，该涂层对防止高温合金基材在高温下产生的过量蠕变或高温燃气的过快氧化和腐蚀有显著的作用，对排除高温区零件的裂纹、掉块、烧穿等现象取得了理想的效果。
技术实现要素：
本发明创造的目的是提供一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺。该方法改进了现有的涂覆工艺，制备的搪瓷涂层各项性能均满足实际使用的要求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层原料与去离子水混合搅拌至均匀制成搪瓷浆料；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用20目到100目的氧化铝砂粒在0.2MPa到0.6MPa的压力下进行吹砂处理，以粗化零件表面；
步骤三，浆料涂敷及烘干
对火焰筒表面进行搪瓷浆料涂敷，搪瓷浆料的喷涂工艺为：粘度在10～30℃下控制在10～30s，喷涂气压为0.0.05～0.5MPa，喷涂距离为5～25cm；
搪瓷浆料在火焰筒表面涂敷后，在90±10℃进行烘干至涂层中的水分完全挥发；
步骤四，涂层烧结
将涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1000～1200℃烧结温度下保温5min到20min以形成搪瓷层。
步骤一中，混合时间为12～60h。
步骤一中，还包括：通过电解工装对火焰筒孔边倒圆。
步骤一中，还包括：采用对焊缝的打磨方式，将粗糙的焊缝打磨成平滑的表面。
步骤三中，烘干的时间为10～60min。
步骤三中，烘干工序在烘箱中进行。
相对于现有技术，本发明的优点是：
通过系统分析从火焰筒等零件成型到搪瓷涂敷工艺流程影响涂层质量因素，并经试验得到可靠数据；首先是保证搪瓷涂层浆料混合时间充足，保证各种氧化物颜料较好地在浆料中悬浮，保证搪瓷浆料的均匀性；其次，为获得搪瓷涂层与火焰筒之间良好的结合强度，对火焰筒表面进行了吹砂处理；另外，为保证涂敷在火焰筒表面搪瓷涂层中水分完全挥发，要求在烘箱中将带有涂层的火焰筒烘干，使涂层中的水分完全挥发，防止在涂层在烘烤过程中发生崩瓷；第四点，通过合理的喷涂工艺有效的控制搪瓷涂层厚度，解决了涡流测厚仪无法检测部位涂层厚度的控制问题。第五点，在零件吹砂前，需对吹砂机内的原有砂粒进行了清理，并加入了完整、新鲜的砂粒，以确保待喷涂表面的清洁度和良好的粗糙度，防止砂粒粒度达不到要求，造成零件表面光滑，涂层难以附着。第六点，通过对搪瓷涂层烧结温度和烧结时间的控制，获得了最佳烧结参数，提高了搪瓷涂层的质量；第七点，通过燃气轮机试车考核，火焰筒搪瓷涂层质量良好，按本发明的工艺制备的搪瓷涂层能够满足火焰筒生产的需要和燃气轮机工况。
【具体实施方式】
下面对本发明的具体实施方式进行详细阐述，但在本发明的描述中，需要理解的是，本发明所描述的实施例是示例性的，描述中所出现的具体参数仅是为了便于描述本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明是火焰筒涂敷搪瓷涂层的工程化应用，对W-200搪瓷涂层进行了一系列工艺试验，查清了影响搪瓷涂层涂敷质量的因素，解决了W-200搪瓷涂层涂敷、装配、试车过程的崩瓷等问题，提高了火焰筒搪瓷涂层制备的合格率。
其下面结合具体实施例对本发明的方法做进一步说明：
实施例1
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层浆料的混合搅拌至均匀，混合时间为12h；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用20目的白色氧化铝砂粒在0.2MPa的压力下进行前处理，以粗化零件表面。
步骤三，涂层涂敷及烘干
对火焰筒表面进行涂敷搪瓷涂层，搪瓷涂层浆料的喷涂工艺为：粘度在10℃下控制在10s，喷涂气压为0.1MPa，喷涂距离为10cm；
搪瓷涂层浆料涂敷后，在90℃的烘箱中放置30min进行烘干；
步骤四，涂层烧结
涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1000℃烧结温度下保温15min以形成搪瓷涂层。
实施例2
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层浆料的混合搅拌至均匀，混合时间为24h；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用40目的白色氧化铝砂粒在0.3MPa的压力下进行前处理，以粗化零件表面。
步骤三，涂层涂敷及烘干
对火焰筒表面进行涂敷搪瓷涂层，搪瓷涂层浆料的喷涂工艺为：粘度在30℃下控制在25s，喷涂气压为0.2MPa，喷涂距离为15cm；
搪瓷涂层浆料涂敷后，在80℃的烘箱中放置45min进行烘干；
步骤四，涂层烧结
涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1200℃烧结温度下保温5min以形成搪瓷涂层。
实施例3
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层浆料的混合搅拌至均匀，混合时间为36h；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用60目的白色氧化铝砂粒在0.4MPa的压力下进行前处理，以粗化零件表面。
步骤三，涂层涂敷及烘干
对火焰筒表面进行涂敷搪瓷涂层，搪瓷涂层浆料的喷涂工艺为：粘度在20℃下控制在15s，喷涂气压为0.3MPa，喷涂距离为16cm；
搪瓷涂层浆料涂敷后，在100℃的烘箱中放置20min进行烘干；
步骤四，涂层烧结
涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1050℃烧结温度下保温13min以形成搪瓷涂层。
实施例4
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层浆料的混合搅拌至均匀，混合时间为48h；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用80目的白色氧化铝砂粒在0.5MPa的压力下进行前处理，以粗化零件表面。
步骤三，涂层涂敷及烘干
对火焰筒表面进行涂敷搪瓷涂层，搪瓷涂层浆料的喷涂工艺为：粘度在30℃下控制在24s，喷涂气压为0.4MPa，喷涂距离为18cm；
搪瓷涂层浆料涂敷后，在90℃的烘箱中放置50min进行烘干；
步骤四，涂层烧结
涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1100℃烧结温度下保温8min以形成搪瓷涂层。
实施例5
一种火焰筒搪瓷涂层的涂敷工艺，包括以下步骤：
步骤一，浆料准备
将W-200搪瓷涂层浆料的混合搅拌至均匀，混合时间为60h；
步骤二，零件前处理
将火焰筒表面用100目的白色氧化铝砂粒在0.6MPa的压力下进行前处理，以粗化零件表面。
步骤三，涂层涂敷及烘干
对火焰筒表面进行涂敷搪瓷涂层，搪瓷涂层浆料的喷涂工艺为：粘度在22℃下控制在18s，喷涂气压为0.5MPa，喷涂距离为19cm；
搪瓷涂层浆料涂敷后，在90℃的烘箱中放置40min进行烘干；
步骤四，涂层烧结
涂敷有搪瓷涂层的火焰筒在1150℃烧结温度下保温8min以形成搪瓷涂层。
另外，涂敷工艺的前期准备还包括
1)火焰筒孔、棱边倒圆质量控制
由于高温搪瓷涂层是一种非晶态玻璃，对应力集中特别敏感，如果有尖点等凸起就很容易成为开裂源，因此孔边、棱边的倒圆对涂层质量影响显著。通过制备火焰筒孔边倒圆电解工装，对孔边、棱边倒圆质量进行控制。
2)火焰筒焊缝凸起的处理
火焰筒焊接后，由于焊剂流淌堆积等原因，焊缝会较火焰筒壁面凸起，而且焊缝表面会出现不同程度的凹坑，这样的表面状态烧结搪瓷涂层后以及一次试车后经常出现崩瓷。通过对该部位崩瓷原因的分析，采用对焊缝的打磨方式，将粗糙的焊缝打磨成平滑的表面，保证涂层厚度的均匀性。
(2)试验效果
按照本发明按规定的技术参数制备的搪瓷涂层W-200，经工程化应用及燃气轮机上千小时试车考核等工作，无崩瓷、脱落现象，满足燃气轮机火焰筒应用工况。
以上，仅为本发明的较佳实施例，并非仅限于本发明的实施范围，凡依本发明专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴。