一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法与流程

本发明属于超音速火焰喷涂，具体涉及一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法。

背景技术：

1、分段式双层薄壁密封环是航空发动机等高速旋转机械系统中用于动静部件间密封的关键部件，单层壁厚通常≤1mm。其核心作用是防止气体或液体泄漏，保障发动机具有优异的热效率及推力性能。为使航空发动机可应对极端工况下的多重挑战，通常采用超音速火焰喷涂技术在分段式双层薄壁密封环外径表面制备相关涂层增强抗热腐蚀及微动磨损等性能。

2、分段式双层薄壁密封环通常安装于专用工装夹具中进行超音速火焰喷涂加工，由于专用工装夹具的校型作用，加工后，其圆度、同轴度变化量通常符合要求。

3、然而，由于超音速火焰喷涂加工时，焰流速度通常可达到1500m/s～2000m/s，焰流中心温度通常可达到3000℃，在焰流猛烈冲击及加热的作用下，会使分段式双层薄壁密封环产生内应力；同时在喷涂前的吹砂粗化处理，还会引入机械应力；采用超音速火焰喷涂技术制备的涂层还具有压应力。

4、在上述应力的共同作用下，导致分段式双层薄壁密封环喷涂后常发生变形，具体表现为分段式双层薄壁密封环的外侧密封片低于内侧密封片，且二者的高度差可达到1mm～2mm，而对于喷涂后的分段式双层薄壁密封环，若内、外侧密封片高度差＞0.5mm，就需要对其进行校型处理。

5、但是，由于喷涂后分段式双层薄壁密封环与涂层热物性能及热膨胀系数的差别，分段式双层薄壁密封环校型后，常发生涂层崩裂及脱落问题，导致喷涂后的分段式双层薄壁密封环报废。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形控制方法，用以控制分段式双层薄壁密封环进行超音速火焰喷涂后的变形量，确保超音速火焰喷涂加工后分段式双层薄壁密封环的内、外侧密封片高度差在0.5mm以内。

2、为实现上述目,本发明采用的技术方案是：

3、一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1：利用第一试件，测试出满足圆度、同轴度变化量要求的超音速火焰喷涂工艺参数；

5、步骤2：利用步骤1确定的超音速火焰喷涂工艺参数，对多个第二试件进行超音速火焰喷涂工艺处理，完成后，提取出多个第二试件中内、外侧密封片高度差的最大值b和最小值a；

6、步骤3：计算b-a，若b-a≤1mm，则保留当前的超音速火焰喷涂工艺参数，并执行步骤4；若b-a＞1mm，则对步骤1确定的超音速火焰喷涂工艺参数进行优化，重复步骤2，直至b-a≤1mm；

7、步骤4：对双层薄壁密封环进行超音速火焰喷涂前校型与消除应力，控制双层薄壁密封环外侧密封片与内侧密封片的高度差c，且满足c=b-a；

8、步骤5：采用步骤3确定的超音速火焰喷涂工艺参对分段式双层薄壁密封环外径表面进行涂层制备，喷涂至涂层厚度满足要求。

9、进一步的，所述步骤1的具体方式为：在同一批待进行超音速火焰喷涂工艺处理的分段式双层薄壁密封环中，选取第一试件，并对其进行超音速火焰喷涂工艺处理，完成后测量第一试件的圆度和同轴度变化量是否满足要求，若满足则保存当前的超音速火焰喷涂工艺参数；若不满足，则调整超音速火焰喷涂工艺参数，从新选第一试件并进行超音速火焰喷涂工艺处理，直至第一试件的圆度和同轴度变化量是否满足要求。

10、进一步的，所述步骤4中，采用热压校型法、冷压校型法对喷涂前的分段式双层薄壁密封环进行校型处理。

11、进一步的，校型后，依据分段式双层薄壁密封环的基体材料，选取合适温度进行消除应力处理。

12、进一步的，所述步骤2中，选取热处理状态一致、机加公差一致、初始形位误差一致的多个分段式双层薄壁密封环作为第二试件。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明先利用试验件测试出满足圆度和同轴度要求的超音速火焰喷涂工艺参数，然后再通过试验数据积累统计出超音速火焰喷涂过程对分段式双层薄壁密封环内、外侧密封片高度差变化量范围。

15、基于统计出的变化量范围，采用对零件喷涂前校型及消除应力等方式使零件喷涂前内、外侧密封片形成预变形，实现喷涂后内、外侧密封片高度差变形量反向尺寸补偿。

16、采用此工艺方法能够确保超音速火焰喷涂后分段式双层薄壁密封环内、外侧密封片高度差变形量控制在0.5mm以内。

1.一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体方式为：在同一批待进行超音速火焰喷涂工艺处理的分段式双层薄壁密封环中，选取第一试件，并对其进行超音速火焰喷涂工艺处理，完成后测量第一试件的圆度和同轴度变化量是否满足要求，若满足则保存当前的超音速火焰喷涂工艺参数；若不满足，则调整超音速火焰喷涂工艺参数，从新选第一试件并进行超音速火焰喷涂工艺处理，直至第一试件的圆度和同轴度变化量是否满足要求。

3.根据权利要求1所述的一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，其特征在于，所述步骤4中，采用热压校型法、冷压校型法对喷涂前的分段式双层薄壁密封环进行校型处理。

4.根据权利要求3所述的一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，其特征在于，校型后，依据分段式双层薄壁密封环的基体材料，选取合适温度进行消除应力处理。

5.根据权利要求1所述的一种分段式双层薄壁密封环超音速火焰喷涂变形量控制方法，其特征在于，所述步骤2中，选取热处理状态一致、机加公差一致、初始形位误差一致的多个分段式双层薄壁密封环作为第二试件。