[发明专利]一种复杂型面工件切向渐变热喷涂涂层设计方法

权利要求书

1.一种复杂型面工件切向渐变热喷涂涂层设计方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：根据复杂型面工件结构、工况条件，确定复杂型面工件表面与冲蚀粒子间冲击角度的变化规律；

所述步骤1中，分析复杂型面工件服役工况，理论计算并提取气相边界条件与颗粒边界条件，采用流体仿真软件仿真分析得出复杂型面工件表面与冲蚀粒子间冲击角度的变化规律；

步骤2：根据使用工况需求选择抗冲蚀涂层材料，包括脆性材料与塑性材料；

步骤3：采用步骤2的抗冲蚀涂层材料对工件进行喷涂，并进行冲蚀试验，测试得到抗冲蚀涂层的冲击角度-塑脆比-冲蚀率三者关系；

步骤4：根据步骤1和步骤3，结合复杂型面工件的冲蚀率阈值约束条件，确定抗冲蚀涂层的塑脆比与冲击角度的对应关系；

步骤5：由步骤4的对应关系，确定涂层塑脆比与复杂型面工件表面位置的对应关系，对复杂型面工件表面进行热喷涂。

2.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤1中，工况条件包括冲蚀粒子性能和环境条件。

3.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤2中，根据脆性材料和塑性材料的抗冲蚀性能，结合工件使用工况要求，具体确定抗冲蚀涂层材料中脆性材料和塑性材料的种类。

4.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤2中，抗冲蚀涂层材料由塑性材料和脆性材料机械混合而成。

5.如权利要求4所述的设计方法，其特征是，抗冲蚀涂层材料的塑脆比变化范围为[0,1]。

6.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤3的具体步骤为：

采用步骤2选择的脆性材料和塑性材料以不同混合比例配比得到的抗冲蚀涂层材料，对工件进行喷涂，采用正交试验法，设计多因素冲蚀试验，得到冲击角度、塑脆比和冲蚀率的试验数据，并拟合得到三者关系曲面。

7.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤4中，复杂型面工件的冲蚀率阈值约束条件根据复杂型面工件使用工况要求及额定寿命计算得出。

8.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤5中，以各冲击角度下冲蚀率平均值最小为优化目标，以步骤3确定的三者关系作为约束条件、以复杂型面工件表面各点所对应的冲击角度作为位置约束、设定塑脆比关于冲击角度的方程作为涂层塑脆比的连续性约束，最终获得工件表面不同位置、不同冲击角度下涂层的塑脆比。

9.如权利要求1所述的设计方法，其特征是，所述步骤5中，利用送粉量实时可调的双路送粉热喷涂设备，通过控制器控制送粉量来实现塑脆比控制，对复杂型面工件表面进行热喷涂。