[实用新型]涡轮叶片涂层万向卡具有效

专利信息
申请号: 200820140063.7 申请日: 2008-10-22
公开(公告)号: CN201280590Y 公开(公告)日: 2009-07-29
发明(设计)人: 牟仁德;何利民;贺世美;郭万生;李建平;黄光宏;王晋平;陆峰 申请(专利权)人: 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院
主分类号: C23C14/30 分类号: C23C14/30;C23C14/50
代理公司: 中国航空专利中心 代理人: 李建英
地址: 1000*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 涡轮 叶片 涂层 万向 卡具
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种制备航空发动机涡轮叶片涂层的涡轮叶片涂层万向卡具。

背景技术

随着现代高性能航空发动机推重比越来越大、可用冷气流量比例越来越少,其涡轮叶片承受的温度和压力也越来越高,因此仅靠叶片合金本身和气膜冷却技术已经很难满足使用要求。在航空发动机涡轮叶片上采用涂层技术,可以大幅度提高涡轮叶片材料的抗高温氧化、热腐蚀腐蚀性能,延长叶片的使用寿命,是目前普遍用来改善这一状况的有效手段。电子束物理气相沉积(EB-PVD)涂层具有典型的柱状晶结构,其抗热冲击性能优异、结合强度高,近年来在涡轮叶片防护中被广泛采用。电子束物理气相沉积技术是利用高能电子束轰击并蒸发被沉积材料,蒸发出来的原子或分子以近直线的方向运动到沉积材料垂直上方旋转的基体上,并通过形核、结晶和长大形成涂层。

涡轮叶片的叶身、橼板表面的涂层均有一定的厚度和结合强度要求。目前,利用电子束物理气相沉积技术在制备涂层的过程中普遍采用叶片绕水平轴旋转的方式进行,如图1所示。由于电子束物理气相沉积技术具有直线光照效应,当叶片沿水平轴旋转时,垂直于蒸发气流方向的叶身表面的涂层厚度和结合强度要求能很好满足,而平行于蒸发气流的橼板表面的涂层厚度均匀性和结合强度将无法保证,极大地影响叶片涂层的整体性能。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于消除电子束物理气相沉积(EB—PVD)工艺中存在的直线光照效应的影响,在制备涡轮叶片涂层时能同时满足叶身与橼板两个相互垂直表面的涂层厚度和结合强度要求的涡轮叶片涂层万向卡具。本实用新型的解决方案是,卡具由变径接头、锁紧螺母、导向套、销轴和万向轴组成,万向轴的一端为球头,球头装入导向套一端中并用销轴固定,导向套的另一端与变径接头螺纹连接,锁紧螺母将变径接头与导向套锁紧。

本实用新型具有的有益效果是,本实用新型采用变径接头与电子束物理气相沉积(EB-PVD)设备的水平轴联接获得旋转扭矩,利用万向轴、导向套和销轴之间的配合,使得被沉积叶片与水平主动轴方向发生一定的倾斜,同时不影响旋转。本实用新型采用不锈钢制作加工,其应用可以使叶片的橼板能够部分面向蒸发气流,并通过叶片的公转和自转,实现涂层沉积的厚度和结合强度要求。

附图说明

图1为传统工装旋转状况示意图;

图2为本实用新型的结构示意图;

图3为本实用新型装卡涡轮叶片后结构。

具体实施方式:

卡具由变径接头1、锁紧螺母2、导向套3、销轴4和万向轴5组成,万向轴5的一端为球头7,球头7装入导向套3一端中并用销轴4固定,导向套3的另一端与变径接头1螺纹连接,锁紧螺母2将变径接头1与导向套3锁紧。

安装时,先将万向轴5装入导向套3,其中万向轴的球头7位于导向套3内,另一端用于装卡涡轮叶片6。然后,将销轴4插入球头7上的销孔内,起固定作用。再将变径接头1的一端旋入导向套3,并用锁紧螺母2锁紧变径接头1与导向套3,防止滑动;变径接头1的另一端与电子束物理气相沉积(EB-PVD)设备的水平轴联接,以获得旋转扭矩。涂层制备过程中,叶片6和万向轴5自身的重量导致叶片6与水平旋转轴发生一定角度的倾斜,使得叶身与橼板两个相互垂直的表面能够同时兼顾,起到克服电子束物理气相沉积工艺的直线光照效应、提高叶片涂层沉积的均匀性和完整性、保证橼板上涂层具有一定结合强度的作用。

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