[发明专利]一种小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法

权利要求书

1.一种小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，包括：

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；

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；

获得涂层冲击角度-复合比-冲蚀率三者对应关系；

根据所得到的复杂型面工件表面与冲蚀粒子间冲击角度的变化规律，将复杂型面表面离散化成若干区域，并根据所得到的冲击角度-复合比-冲蚀率三者关系，计算各区域在既定复合比下的冲蚀率，再以各区域的面积为权重，加权平均得到复杂型面整体的当量冲蚀率计算模型；

根据涂层冲击角度-复合比-冲蚀率三者对应关系以冲蚀率阈值为约束条件，确定复合比的约束条件；利用当量冲蚀率计算模型，评估各复合比下的涂层当量冲蚀率；

采用所述复合比的约束条件评估不同复合比的均质涂层的当量冲蚀率，确定优选复合比；

基于优选复合比，对小型复杂型面零部件表面进行热喷涂。

2.如权利要求1所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，获得复杂型面工件表面与冲蚀粒子间冲击角度的变化规律的具体方法为：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。

3.如权利要求1所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，获得涂层冲击角度-复合比-冲蚀率三者对应关系的具体方法为采用涂层材料对工件进行喷涂，并进行冲蚀试验，测试得到涂层的冲击角度-复合比-冲蚀率三者对应关系。

4.如权利要求1所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，以冲蚀率阈值为约束条件，根据冲击角度-复合比-冲蚀率三者关系反求，确定各冲击角度下的复合比的取值范围集合，则复合比的取值范围集合为各复合比取值范围集合的交集，即为复合比的约束条件。

5.如权利要求1所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，利用当量冲蚀率计算模型，评估各复合比下的涂层当量冲蚀率，再根据确定的复合比的约束条件，以当量冲蚀率最小为优化目标优选复合比。

6.如权利要求1所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，所述部件具有小型复杂型面，服役中受气固两相流冲蚀磨损。

7.如权利要求6所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法，其特征在于，所述部件为离心式压缩机叶片、大型鼓风机叶片或燃气轮机叶片。

8.一种小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计装置，其特征在于，所述装置包括控制器，所述控制器被配置为执行上述权利要求1-6任一项所述的小型复杂型面零部件涂层配伍优化设计方法的步骤，并基于所述方法所确定复合比，对小型复杂型面零部件表面进行热喷涂。