一种航空发动机用机匣封严涂层制备方法

本发明属于航空发动机机匣保护涂层制备，特别涉及一种航空发动机用机匣封严涂层制备方法。

背景技术：

1、随着航空产业的快速发展，对航空发动机性能的要求越来越高。高推重比航空发动机在获得高推力的同时，其工作部件面临着更为恶劣、复杂的工作环境。叶尖间隙，即发动机叶尖和机匣之间的空隙，是影响航空发动机工作效率的重要因素，例如，叶尖间隙和叶片长度比值每增加1％，其整体效率降低约1.5％，相应的耗油率增加约3％。因此，缩短叶尖间隙，减少气路泄露，对提高发动机效率、减少油耗具有重要意义。但是在减小叶尖间隙的同时，受装配误差、工艺误差及工作中的叶片变形、热膨胀、蠕变等因素的影响，叶片与机匣有可能会发生碰磨，从而导致叶片或机匣产生损坏。为防止叶片与机匣之间发生硬性碰撞，常在机匣基体内表面制备密封效果好、经济效益高的封严涂层。封严涂层可实现叶尖间隙的近零控制，减少发动机工作气体的泄露，从而提升航空发动机的工作效率，降低油耗。

2、高效率、工艺简单的喷涂技术，常用于机匣封严涂层的制备。但由于喷涂的封严涂层组织呈片状，微观结构呈典型的多层多孔结构，而且封严涂层与机匣基体之间是机械结合，界面结合强度低，因此在叶片碰磨及高压气流冲蚀等作用下易发生脱落。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种航空发动机用机匣封严涂层制备方法。

2、为了达到上述目的，本发明提供的航空发动机用机匣封严涂层制备方法包括按顺序进行的下列步骤：

3、1)烘干封严涂层粉末材料：为去除封严涂层粉末材料中的水分，将其放置在烘箱中进行干燥，达到预设温度并保温一段时间后取出；

4、2)机匣基体表面预处理：在喷涂之前，需要对机匣基体表面进行清洗处理，清除机匣基体表面的污垢，由此加强涂层与机匣基体之间的黏合能力；

5、3)制备封严涂层：采用喷涂方法将上述干燥后的封严涂层粉末材料喷涂在预处理后的机匣基体内表面上，形成封严涂层；

6、4)激光局部强化：设置激光能量密度形式、光斑大小、出光时间在内的工艺参数，利用激光器在上述封严涂层上利用激光局部重熔方法形成多个激光强化区；激光强化区的熔池底部穿透封严涂层且延伸至机匣基体的内部。

7、在步骤4)中，所述多个激光强化区在封严涂层上均匀分布；每个激光强化区的形状为由点或线段构成的三角形、四边形、多边形或圆形。

8、在步骤4)中，所述激光光斑能量密度形式包括高斯分布和环形分布。

9、本发明提供的航空发动机用机匣封严涂层制备方法具有如下有益效果：

10、本发明在传统喷涂制备航空发动机机匣封严涂层的基础上，创新性地加入激光强化工艺，选择合适的激光工艺参数，在喷涂制备的封严涂层表面进行激光局部重熔强化，利用激光高能量密度的特点将原封严涂层与机匣基体的机械结合转变为冶金结合，激光局部强化区类似于铆钉连接涂层与机匣基体，使封严涂层与机匣基体界面结合得到强化。通过激光局部强化工艺，有利于提升封严涂层与机匣基体之间的结合强度，能够改善现行喷涂工艺制备封严涂层在高温、高压环境下，与机匣基体结合强度不足的现状，对保障航空发动机运行安全性与稳定性，提高运行效率、降低油耗具有重要意义。

技术特征：

1.一种航空发动机用机匣封严涂层制备方法，其特征在于：所述航空发动机用机匣封严涂层制备方法包括按顺序进行的下列步骤：

2.根据权利要求1所述的航空发动机用机匣封严涂层制备方法，其特征在于：在步骤4)中，所述多个激光强化区在封严涂层上均匀分布；每个激光强化区的形状为由点或线段构成的三角形、四边形、多边形或圆形。

技术总结
一种航空发动机用机匣封严涂层制备方法。其包括烘干封严涂层粉末材料；机匣基体表面预处理；制备封严涂层；激光局部强化等步骤。本发明在传统喷涂制备航空发动机机匣封严涂层基础上，创新性加入激光强化工艺，选择合适激光工艺参数，在封严涂层表面进行激光局部重熔强化，利用激光高能量密度特点将原封严涂层与机匣基体的机械结合转变为冶金结合，使封严涂层与机匣基体界面结合得到强化。通过激光局部强化工艺，有利于提升封严涂层与机匣基体之间的结合强度，能改善现行喷涂工艺制备封严涂层在高温、高压环境下，与机匣基体结合强度不足的现状，对保障航空发动机运行安全性与稳定性，提高运行效率、降低油耗具有重要意义。

技术研发人员：王涛,罗泽宇
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15