【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片識別，特別是涉及一種航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法及該膜的制備。
技術(shù)介紹
1、航空發(fā)動機(jī)被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”，是飛機(jī)的動力之源，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由數(shù)以萬計的零件按照工藝組裝成組件、部件、單元體后裝配而成。核心機(jī)轉(zhuǎn)子是航空發(fā)動機(jī)的重要組成單元，由高壓壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪裝配而成。高壓壓氣機(jī)將流過它的空氣進(jìn)行壓縮，使空氣達(dá)到最佳的壓縮狀態(tài)和溫度。燃燒室內(nèi)壓縮空氣與燃料混合并燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。高溫氣體的速度和壓力為渦輪提供動力，渦輪帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動壓氣機(jī)和燃燒室等部件，使其連續(xù)工作，形成連續(xù)的燃燒循環(huán)。核心機(jī)轉(zhuǎn)子的工作效率決定發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)的壓氣效率，進(jìn)而決定發(fā)動機(jī)的驅(qū)動功率及各種性能參數(shù)。
2、航空發(fā)動機(jī)作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，長期工作于高溫、高壓、高速等高負(fù)荷的惡劣條件下，容易出現(xiàn)多種形式的故障。由于材料不均勻、加工誤差、裝配誤差等原因，核心機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)心偏離理想軸線，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下會產(chǎn)生大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比的不平衡激振力，激振力的方向隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性的變化，這種周期性變化的不平衡激振力作用在轉(zhuǎn)子上，就會引起航空發(fā)動機(jī)的振動。振動問題始終是航空發(fā)動機(jī)研制過程中的難點問題。
3、航空發(fā)動機(jī)整機(jī)振動問題機(jī)理復(fù)雜，涉及設(shè)計、零組件加工制造、裝配、測試、使用等諸多環(huán)節(jié)，尚無很好的解決辦法。對振動超標(biāo)的發(fā)動機(jī)，只能進(jìn)行分解-排故-裝配-試車的循環(huán)往復(fù)工作，不但效率低而且費用極高。同時發(fā)動機(jī)在使用過程中出現(xiàn)振動超標(biāo)，直接影響著發(fā)動機(jī)的可靠性和安全性
4、根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動相位特征信息對轉(zhuǎn)子進(jìn)行配重處理是實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)動平衡的有效手段。如何設(shè)置一個參考鍵相，實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)子葉片鍵相的有效區(qū)分和識別是實現(xiàn)轉(zhuǎn)子平衡的關(guān)鍵。目前沒有一種行之有效的解決辦法，主要通過增加一次相位測試試車來進(jìn)行識別葉片鍵相，而單次發(fā)動機(jī)試車成本高達(dá)近百萬元，周期長，顯著影響航空發(fā)動機(jī)交付進(jìn)度、質(zhì)量和成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決已有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)提供一種航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法以及該膜的制備方法。
2、本專利技術(shù)所述的航空壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法是指采用鍵相傳感器向轉(zhuǎn)子葉片發(fā)射激光并接收葉片葉尖掃過時反射的光信號，表面沉積有吸光薄膜的葉片其反射的光信號強(qiáng)度降低，形成吸光區(qū)，與其他未沉積該吸光薄膜的葉片反射的光信號強(qiáng)度形成差異，由此實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)子葉片的有效區(qū)分和識別。
3、所述吸光薄膜厚度小于10μm，包括cr膜和crn膜，所述cr膜沉積在轉(zhuǎn)子葉片表面，所述crn膜沉積在cr膜表面。
4、所述葉片表面包括轉(zhuǎn)子葉片的葉盆、葉背及進(jìn)排氣邊倒圓部位。
5、所述吸光薄膜的制備方法如下：
6、s1預(yù)處理：除去葉片表面油污，保護(hù)非涂覆區(qū)域，然后用氬氣濺射清洗，使欲沉積吸光薄膜的區(qū)域表面活化；
7、s2沉積cr膜：調(diào)整ar氣流量使真空室壓強(qiáng)降低至0.1～0.3pa，以鉻為靶材，在靶電流為180～200a，偏壓為-200v～-400v、占空比為40％的條件下進(jìn)行多弧離子鍍，沉積時間為1～3min，將cr膜沉積在葉片表面，以增強(qiáng)crn膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度；
8、s3沉積crn膜：關(guān)閉ar氣，通入高純n2，將真空室壓強(qiáng)調(diào)整為0.5～1pa，在鉻靶電流為180～200a，偏壓為-200v～-400v、占空比為40％的條件下進(jìn)行多弧離子鍍，沉積時間為15～30min，將crn膜沉積在cr膜表面；沉積吸光薄膜過程中調(diào)節(jié)n2壓力以緩解crn和鈦合金基體的界面不匹配問題，提升膜基結(jié)合強(qiáng)度；
9、沉積過程中靶基距為200～220mm；沉積結(jié)束后，在葉片表面得到所述吸光薄膜。
10、s1預(yù)處理包括如下具體方法：
11、采用丙酮對葉片進(jìn)行超聲波清洗后吹干；保護(hù)非沉積區(qū)域并將葉片裝夾在專用沉積裝置上后抽真空，待真空室壓強(qiáng)不超過3×10-3pa時通入高純氬氣使其壓力為1～3pa，在偏壓為-600v～-800v、占空比為40％的條件下濺射清洗樣品3min以活化零件表面，去除表面污染。
12、采用本專利技術(shù)所述的多弧離子鍍法制備的吸光薄膜，工藝參數(shù)精準(zhǔn)可控、與基材結(jié)合力強(qiáng)、厚度薄且均勻、表面光滑；避免了現(xiàn)有技術(shù)中空氣噴涂吸光涂層結(jié)合力差、表面粗糙度差、涂層厚度均勻性不易控制，化學(xué)氣相沉積吸光涂層工藝溫度高、超過葉片基體材料相變點、影響葉片組織和力學(xué)性能，磁控濺射吸光涂層存在靶材中毒、復(fù)雜型面葉片涂覆不均勻等問題。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述吸光膜包括Cr膜和CrN膜，所述Cr膜沉積在轉(zhuǎn)子葉片表面，所述CrN膜沉積在Cr膜表面；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述吸光膜厚度小于10μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述葉片表面包括轉(zhuǎn)子葉片的葉盆、葉背及進(jìn)排氣邊倒圓部位。
4.權(quán)利要求1～3中任意一項所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，步驟S2沉積Cr膜時，先調(diào)整Ar氣流量使真空室壓強(qiáng)降低至0.1～0.3Pa后再沉積Cr膜，占空比為40％，沉積時間為1～3min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，步驟S3沉積CrN膜時，先關(guān)閉Ar氣，通入N2，將真空室壓強(qiáng)調(diào)整為0.5～1Pa后再沉積CrN膜，占空比為40％，沉積時間為15～30min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，沉積過程中
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，步驟S1預(yù)處理包括如下具體方法：采用丙酮對葉片進(jìn)行超聲波清洗，保護(hù)非沉積區(qū)域，將葉片裝夾在沉積裝置上后抽真空，待真空室壓強(qiáng)不超過3×10-3Pa時通入氬氣使其壓力為1～3Pa，在偏壓為-600V～-800V、占空比為40％的條件下濺射清洗樣品以活化葉片表面。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述吸光膜包括cr膜和crn膜，所述cr膜沉積在轉(zhuǎn)子葉片表面，所述crn膜沉積在cr膜表面；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述吸光膜厚度小于10μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片吸光膜識別法，其特征在于，所述葉片表面包括轉(zhuǎn)子葉片的葉盆、葉背及進(jìn)排氣邊倒圓部位。
4.權(quán)利要求1～3中任意一項所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸光膜的制備方法，其特征在于，步驟s2沉積cr膜時，先調(diào)整ar氣流量使真空室壓強(qiáng)降低至0.1～0.3pa后再沉積cr膜，占空比為...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程玉賢，任志遠(yuǎn)，秦秀秀，王文豐，袁福河，
申請(專利權(quán))人：中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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