可磨耗封严涂层性能评价技术研究进展

介绍了热喷涂可磨耗封严涂层的特点,阐述了可磨耗性、热稳定性、结合性能等评价技术的国内外研究现状与发展趋势,提出了我国在可磨耗封严涂层性能评价技术领域今后需要重点开展的研究方向。     

可磨耗封严涂层发展及应用

论述了可磨耗封严涂层的应用特点、国内外现阶段涂层的发展,以及涂层的性能测试方法。其中重点列举了几种可磨耗封严涂层的使用条件及应用部位。     

可磨耗封严涂层评述

可磨耗封严涂层是一种重要的热喷涂涂层,广泛应用于飞机发动机,对提高发动机效率、降低油耗进而提升发动机整体性能具有重要意义.本文介绍了可磨耗封严涂层材料的主要种类及其发展趋势,阐述了可磨耗封严涂层性能评价方法.     

陶瓷基高温封严涂层研究现状

随着航空发动机向大推力、高推重比发展,发动机涡轮进口温度进一步升高,要求高压涡轮用可磨耗封严涂层的工作温度能够达到1000℃以上,超过了金属基封严涂层的应用极限,因此陶瓷基高温封严涂层近年来引起了研究者的广泛关注。本文从陶瓷基封严涂层的研究背景、涂层材料与制备工艺、涂层组织性能调控、涂层孔隙率对性能的影响以及新概念陶瓷可磨耗涂层等几个方面介绍了陶瓷基高温封严涂层的研究现状,阐述了陶瓷基封严涂层研究的重要意义和关键问题。     

NiCrAl/NiCg封严涂层高速可磨耗性能研究

NiCrAl/NiCg可磨耗封严涂层可以提高涡轮发动机效率,已广泛应用于航空发动机中高压压气机部位。本文采用高温高速刮擦试验方法对NiCrAl/NiCg封严涂层进行模拟服役工况条件下的可磨耗试验,试验后通过对磨损表面宏观形貌、微观组织形貌、磨损质量以及叶片高度磨损比等数据进行分析以评价涂层的可磨耗性能。结果表明,NiCrAl/NiCg封严涂层在不同的试验条件下均表现出优异的可磨耗性能,可以保护叶片免受损伤;当进给速率由5μm/s提高到500μm/s时,叶片涂层质量磨损比(IQR)值、叶片高度磨损比(IDR)均显著提高,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性有所下降;单次刮削深度是影响NiCrAl/NiCg封严涂层可磨耗性能的重要影响因素,单次刮削深度越小,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性能越优异。该研究为航空发动机应用中叶尖与可磨耗封严涂层相互作用的探索提供了新的基础数据,也为今后封严涂层性能研究及选定提供参考依据。     

进给速率对AlSi/PHB封严涂层可磨耗性的影响

可磨耗封严涂层是应用在航空发动机中从而提升其效率的一种材料.本文采用模拟工况法,利用自主研制的BGRIMM-ATR型高温超高速可磨耗试验机对AlSi/PHB封严涂层进行了不同进给速率下的可磨耗实验,研究进给速率变化对AlSi/PHB封严涂层可磨耗性的影响,利用体式显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的宏观和微观形貌...     

MCrAlY涂层在航空发动机热端部件上的应用

本文关注航空发动机热端部件上应用的高温涂层,包括MCr Al Y包覆涂层、粘结层和高温可磨耗封严涂层;综述了国内外关于MCr Al Y高温防护涂层、高温可磨耗封严涂层的最新研究进展;讨论了MCr Al Y高温涂层未来的发展。     

一种可磨耗封严涂层制备及性能研究

分析了一种石墨基可磨耗封严涂层粉末的特性。采用火焰单送粉的喷涂方法制备一种石墨基可磨耗封严涂层,通过调整工艺参数制备出不同形貌及硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,确定了该可磨涂耗封严涂层的最佳喷涂工艺参数,并对该封严涂层的结合强度粘接方法进行了对比和评价。     

火焰喷涂镍/石墨可磨耗封严涂层的研究

采用火焰喷涂方法制备镍/石墨可磨耗封严涂层。通过调整工艺参数制备硬度适中的镍石墨涂层,并对涂层的结合强度、热冲击以及微观结构等进行研究。试验发现,镍石墨可磨耗封严涂层结合强度、热冲击等性能均能满足使用要求。     

NiAl／BN可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

利用大气等离子喷涂技术制备NiAl／BN可磨耗封严涂层,采用可模拟可磨耗封严涂层工况的高速／高温摩擦磨损试验机研究了涂层在650℃下的摩擦磨损性能,探究了涂层磨损机理。结果表明,涂层硬度对NiAl／BN封严涂层与K24镍基高温合金叶片间的摩擦系数、涂层磨损量和磨损机理均有明显影响。摩擦系数随涂层硬度增大而增大;涂层磨损量随硬度增大而减小;当硬度为35HR15y和45HR15y时,涂层磨损机理为切削、涂抹、摩擦氧化,当硬度为55HR15y时,涂层磨损机理为涂抹和摩擦氧化。     

两种封严涂层与钛合金摩擦磨损性能研究

采用热喷涂工艺在TC4钛合金表面制备KF-20B和KF-118封严涂层,利用环块式滑动磨损试验机测试封严涂层与TC4钛合金对磨时的室温摩擦磨损性能,并通过SEM和EDS分析了涂层和钛合金对磨环的磨损表面和磨屑形貌。结果表明:与TC4钛合金对磨时,KF-20B与KF-118涂层的摩擦系数均为0.4左右。KF-20B涂层中的润滑材料除了BN还包含石墨,KF-118涂层中的膨润土具有优异的润滑和减摩作用,从而降低了摩擦系数,提高了与TC4钛合金的对磨匹配性能。     

铝含量对封严涂层用铜铝骨架合金热性质影响的第一性原理计算

CuAl 合金是重要的可磨耗封严涂层骨架材料,Al 含量会对涂层的性能产生显著影响。为了明确不同 Al 含量对可磨耗封严涂层的热性能产生的影响,文章采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,使用特殊准随机结构对 Al 含量从 0 至 18.750at.% 的 α 相的铜铝二元合金进行了建模,并结合准谐近似方法研究了其弹性常数、熔点、热膨胀系数、比热容等性质。利用真空感应熔炼法制备了 Al 名义含量为11.0at.%、15.0 at.%、18.9 at.% 三组不同组分的铜铝合金,对其熔点、热膨胀系数与比热容进行了实验表征。计算结果表明,随着 Al 含量的增加CuAl 无序固溶体的熔点呈下降趋势,CuAl 合金的热膨胀系数呈升高趋势,CuAl 合金的定压比热容先升高后降低,计 算值与实验测量值符合良好。本工作可以为铜铝合金涂层成分设计提供一定理论与实验数据参考。     

航空发动机叶片叶尖耐磨封严涂层技术及其发展

航空发动机封严涂层体系是控制其转子和静止件间隙的主要措施,其中叶片叶尖耐磨封严涂层可以使叶尖在与机匣或外环块封严结构或涂层刮擦时得到保护,并达到缝隙最小化的设计要求.本文综述了国内外叶片叶尖耐磨封严涂层的材料组成、制备工艺、应用及其优缺点,简述了国内耐磨封严涂层技术现状及发展要求,提出了针对新型高性能航空发动机的发展迫...     

几种热喷涂封严涂层的冲蚀磨损行为研究

抗冲蚀性能是可磨耗封严涂层的重要性能之一。本文采用氧-乙炔火焰喷涂技术,在45#钢基体上分别制备了CuAl复合涂层、NiCr-Al复合涂层和NiCrFe/Al(基)复合涂层。利用自制的冲蚀试验机,研究了三种涂层在不同角度下的冲蚀行为,对冲蚀后涂层的表面形貌以及截面形貌进行了SEM观察,结果表明:相同工艺参数制备的三种涂层,CuAl复合涂层抗冲蚀性能最好,NiCr-Al复合涂层次之,NiCrFe/Al基复合涂层性能最差,软性材质hBN的加入不利于涂层抗冲蚀性。冲蚀角度对涂层的冲蚀磨损行为特征有显著影响。低冲蚀角度涂层的磨损行为主要表现为显微切削和疲劳剥落;高冲蚀角度时涂层的磨损行为主要表现为片状剥落。     

可磨耗封严涂层的摩擦磨损和抗冲蚀性能

可磨耗封严涂层在航空发动机中应用广泛,本文对Ni／石墨、AlSi／石墨、Ni／h-BN和AlSi／h-BN涂层的摩擦磨损性能和抗冲蚀性能进行了研究。结果表明：非金属相对涂层的摩擦磨损性能起决定性作用,以石墨为造孔填充相的涂层具有低的摩擦系数和优良的摩擦磨损性能。涂层的抗冲蚀性能取决于涂层的金属相,在冲蚀试验中,AlSi／石墨和AlSi／h-BN涂层在比Ni／石墨和Ni／h-BN涂层表现优异。     

新型铝硅氮化硼复合涂层材料及可磨耗封严涂层的制备和性能研究

本文以铝硅合金粉和六方氮化硼为原材料,添加粘结剂,采用机械包覆工艺制备了铝硅氮化硼复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备了可磨耗封严涂层,并对涂层的显微组织、表面硬度、结合强度和抗热震性能进行了研究.研究表明,该复合粉末材料具有良好的喷涂工艺适应性,能有效避免氮化硼组分在喷涂过程中的烧损,喷涂后涂层的各项性能良好,可以满足发动机对工作温度≤450℃的封严涂层的使用要求.     

航空发动机上可磨耗封严涂层的应用及需求

本文概述了航空发动机用间隙控制可磨耗封严涂层材料及其应用情况,对其性能评价方法、应用环境及需求进行了阐述。     

可磨耗封严涂层粉料,喷涂工艺及基本性能的研究

分析了几种中温可磨耗封严涂料层粉料的特性,并改变喷涂工艺制得不同硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了粉料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,国产３０７涂层粉料颗粒较粗,包覆不理想,涂层组织疏松,硬度偏低。国产３１０粉料细小,使硬度高出Ｍｅｔｃｏ所要求的硬度范围;从硬度方面考核,国产３１３、６０１涂层粉料尚可。对试验的几种封严涂层,火焰喷涂通过改变工艺参数容易调整涂层硬度,等     

喷涂工艺参数对铝硅氮化硼封严涂层组织及性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备了铝硅氮化硼封严涂层,通过对涂层显微结构、硬度、结合强度和飞行粒子状态的研究,分析了喷涂工艺参数(功率22～34kW、送粉量30～50g/min及喷涂距离90～150mm)的变化对涂层组织和性能的影响规律。研究结果表明:随着功率的增加,飞行粒子温度和速度均增加,涂层的孔隙率和BN含量降低,硬度和结合强度提高;随送粉量增加,粒子温度和速度均减小,涂层孔隙率和BN含量增加,硬度和结合强度降低;随着喷涂距离的增加,粒子飞行速度降低的影响大于温度升高的影响,导致涂层孔隙率和BN含量提高,硬度和结合强度降低。