航空发动机用封严橡胶材料可磨耗性的研究

对航空发动机用封严橡胶材料进行模拟工况下可磨耗性的研究。结果表明：可磨耗性模拟试验和实际工况下的磨损行为非常相似;封严橡胶材料在不同试验条件下有不同的磨损形貌和磨屑形态。研究中出现了3种典型的磨损形貌：在线速度（m·s^-1）／入侵速率（μm·s^-1）／入侵深度（μm）为100／5／1000的试验条件下,出现具有明显刮痕的磨损形态;在100／400／1000的试验条件下,出现沙丘状的磨损形态;在275／100／1000的试验条件下,呈现出鱼鳞状倒刺的粗糙磨损形态。3种典型的磨屑形态分别为：在100／100／500试验条件下为细小粉末状的典型磨屑;在100／275／1000试验条件下磨屑呈2—3mm长的搓泥状;在275／100／1000试验条件下出现了有一定长度的条状或不规则片状的磨屑。     

封严涂层材料及其可刮削性的评价

概述了涡轮发动机气路密封中几种常用的封严涂层;讨论了将"可刮削性"作为重要评价指标的意义;综述了美欧等国通过研制高速刮擦设备,进行模拟工况下的摩擦磨损试验,建立评价封严涂层的有效判据或磨损机制图的研究工作.指出我国开展封严涂层的研究方向是研制高速/高温的摩擦磨损试验设备,进行模拟工况下的摩擦磨损试验,探索评价封严涂层"可刮削性"的有效判据,从而指导封严涂层的成分优选和制备工艺的优化,以及预测封严涂层的可刮削性和服役条件.     

飞机发动机用AlSi-ployester可磨耗封严涂层的热稳定性

采用等离子弧喷涂技术制备了AlSi-ployester涂层并在不同热处理温度和时间内进行热处理,利用扫描电镜、CMT5605型电子万能实验机、TH320表面硬度仪等研究分析了热处理前后涂层的组织结构、结合强度、硬度等性能.通过对试验结果的归纳、分析,探讨了涂层结合强度和硬度与热处理温度和时间之间的关系.结果表明,随着热处理温度和时间的提高,涂层硬度和结合强度有所降低.当涂层经300℃×300h热处理后结合强度为4.79MPa,硬度为HRC325,满足使用要求.     

多孔YSZ涂层的制备和可磨耗性

采用等离子喷涂方法在Ni718合金表面制备氧化钇稳定氧化锆（YSZ）涂层,通过在YSZ喷涂粉末中分别加入10%,30%和50%（质量分数,%）表面包覆TiO₂的聚苯酯材料,涂层平均孔隙率从原来的2.1%分别提高到12.3%,28.5%和29.7%,孔隙的平均直径从原来的4.2 μm分别变为14.4,18.5和25.4 μm.随着孔隙的增多,涂层的表面洛氏硬度下降,同时涂层在刮磨过程中的摩擦力和摩擦系数下降.当孔隙率由2.1%上升到30%左右时,涂层在刮磨过程中的磨耗质量上升3倍左右,相对应的转动销质量损失下降约50%.结果表明,孔隙率的提高使得涂层的可磨耗性上升.     

航空发动机钛合金压气机组件防钛火用阻燃可磨耗涂层研究进展

本文描述了钛合金在航空发动机的应用优势及出现的钛火问题,并介绍了解决钛火的方案,如阻燃钛合金、阻燃涂层及阻燃可磨耗涂层等.着重介绍了阻燃可磨耗涂层的技术研究现状,包括其涂层阻燃可磨耗性的评价标准以及阻燃可磨耗的相关机理研究.最后指出了在600～750℃区间应用的钛合金阻燃可磨耗涂层未来研究趋势和发展方向.     

高速刮擦条件下封严涂层热物性对叶片损伤行为的影响

利用自制的高速刮擦试验机,对常见的铝、镍基封严涂层与TC4钛合叶片组成的封严摩擦副在高速刮擦条件下的摩擦学行为进行了研究。结果显示,铝基封严涂层对于叶片磨损轻微,甚至出现涂层粘着叶片的现象;镍基封严涂层严重的损伤叶片。通过分析刮擦面温度与力学性能变化间关系,发现封严涂层的热物性能对叶片的损伤具有重要的影响。若封严涂层的金属相熔点较低、热扩散率较大如铝基封严涂层,则配副使用时涂层易先于叶片发生软化,因而叶片磨损轻微,甚至被涂层粘附所代替。若封严涂层的金属相熔点较高、热扩散率较低如镍基封严涂层,则叶片易先于涂层发生软化,因而叶片损伤严重。     

航空发动机用高温防护涂层研究进展

航空发动机热端部件服役环境恶劣,往往遭受机械载荷、高温、腐蚀、冲蚀等多种耦合作用。目前先进航空发动机热端部件无一例外地采用高温防护涂层以提高高温部件的使用温度,延长部件服役寿命,提高发动机效率。针对热端部件具体的服役环境特点,合理的设计和选择高温防护涂层体系对于提高发动机性能具有重要意义。文中对国内外近年来航空发动机热端部件的高温防护涂层设计、材料、制备工艺等方面进行了综述,展望了航空发动机用高温防护涂层的研究和应用发展趋势。     

高速刮擦条件下两种铝基封严涂层的可刮削性

目前少有从涂层机械性能角度（如硬度、结合强度等）研究大量应用于我国航空发动机上的Al-BN涂层的材料性能及其在高滑动速度条件下的摩擦学行为。为此,以AlSi-PHb涂层为参比对象,对比了两者的材料性能,并通过自制的高速刮擦试验机对两者与对偶钛合金叶片在高速工况下的摩擦磨损行为进行了研究。结果表明：AlSi-PHb涂层的组织均匀性更好、机械性能更高;Al-BN涂层粘着叶片,AlSi-PHb涂层粘着叶片的同时还强烈地磨损叶片,两种铝基涂层的可刮削性均存在不足;涂层的机械性能对于叶片的损伤形式具有直接影响,机械性能高,则刮擦时摩擦热效应显著,涂层易损伤叶片;反之,则易于粘着叶片。适度的机械性能,是封严涂层获得良好可刮削性的关键所在。     

NiCrAlYSi/h-BN高温可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

目的加入h-BN和团聚聚苯酯分别作为固体润滑剂和造孔剂,以提高NiCrAlYSi基封严涂层的高温摩擦磨损性能。方法采用真空熔炼雾化造粒和料浆喷雾造粒技术制备NiCrAlYSi/h-BN聚苯酯复合粉体,再利用大气等离子喷涂技术制备高温可磨耗封严涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、CSM摩擦磨损试验机和三维轮廓仪等手段,研究NiCrAlYSi/h-BN封严涂层显微结构、元素组成以及室温和800℃下的摩擦磨损性能,探究涂层在室温和800℃下的磨损机理。结果等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN封严涂层组织比较均匀,涂层结合强度可达15MPa,孔隙率约为32%。室温下封严涂层与DD6镍基单晶高温合金球间的平均摩擦因数为0.897,涂层磨损体积为2.09×10~8μm~3;800℃高温下平均摩擦因数为0.425,涂层磨损体积为3.22×10~8μm~3;封严涂层800℃下有良好的可磨耗性,相应对偶件的磨损较轻;高温下,封严涂层金属基相软化、h-BN的润滑作用和部分金属基相高温下生成自润滑性氧化物,是摩擦因数降低和对偶件磨损较轻的主要原因。NiCrAlYSi/h-BN封严涂层室温的主要磨损机理为涂抹、磨粒磨损和轻微氧化,高温下的主要磨损机理为切削、塑性变形、氧化和粘着磨损。结论等离子喷涂NiCrAlYSi/h-BN高温封严涂层在高温下的可磨耗性能较好。     

高速高温条件下刷式封严环涂层与刷丝摩擦副磨损行为

目的 研究高速高温刮削条件下Ni Cr-Cr₂C₃涂层和SG37合金刷丝组成的摩擦副的磨损行为。方法 利用自制的高速高温刮擦试验机,在不同进给速度和过盈量条件下进行封严环涂层与刷丝摩擦副的高速高温刮削试验。用轮廓测量仪测量刷式封严环表面涂层的磨痕深度。用超景深显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察涂层及刷丝样品的原始形貌和磨痕形貌,并利用配备的EDS能谱仪分析磨痕表面元素成分,同时分析了摩擦过程中的磨损机理。结果 NiCr-Cr₂C₃涂层与SG37A合金刷丝在高速高温刮擦过程中发生了磨粒磨损、黏着磨损和刷丝材料向涂层的转移。刷丝之间也存在摩擦变形和磨损,这主要是由于刷丝与刷丝在磨损过程中发生了高温变形和挤压,由于“拖尾”现象的存在,使刷丝尖端的变形和挤压更加明显,高温下金属流动性的增加进一步促进了菱形的形成。通过分析不同过盈量和进给速度对磨痕深度的影响,发现过盈量和进给速度均对涂层磨痕深度存在影响,随过盈量和进给速度的增加,涂层磨痕深度增大。结论 高速高温的苛刻工况下,刷丝在磨损过程中具有显著的变形...     

铝硅聚苯酯封严涂层全尺寸刮磨实验

目的研究航空发动机气路密封配副中铝硅聚苯酯封严涂层的摩擦磨损性能。方法利用等离子喷涂技术制备铝硅聚苯酯封严涂层试样,采用特定台架刮磨实验装置,对低温封严涂层的可磨耗性能的失效机理进行研究,利用3D激光共聚焦显微镜和扫描电镜,分别观察了低硬度、中间硬度、高硬度的封严涂层在低、高刮磨转速条件下的刮痕表面形貌及表面粗糙度。结果低刮磨速度下,3种硬度涂层的刮痕截面轮廓深度分别为150、350、360μm,表面粗糙度依次为16.236、22.155、47.300μm;高速刮磨下,涂层的刮磨深度均明显增加,依次为280、570、570μm。结论不同硬度涂层展现出不同的刮磨机理,低硬度涂层(HR15Y 45)的刮磨机理主要是粘着磨损,中间硬度涂层(HR15Y 60)以微观切削为主,高硬度涂层(HR15Y75)展现出腐蚀磨损和磨粒磨损机理。相较硬度对涂层性能的影响,叶尖线速度对刮痕深度起主导作用,高刮磨速度时,刮痕深度明显增加。刮痕表面粗糙度和轮廓深度是衡量涂层性能好坏的重要指标。     

模拟封严涂层工况的刮擦式摩擦磨损试验机*

自主研发了模拟高速高温工况专用于评价封严涂层/对偶件服役性能的刮擦式摩擦磨损试验机。通过电主轴直接驱动负载主轴的方式保证高速刮擦过程中,转动样品能够平稳的运转;采用精密进给系统使得试验过程中平动样品能够精确的向转动样品移动;通过辐照聚光加热设备可将样品加热到需要的温度,进而完成所需的高温试验;采用高频响、石英压电三向传感器能够准确的采集到试验过程中的刮擦力信息;通过自行开发的快速数据采集系统现实了对海量试验数据的准确的采集、存储和输出功能。经实车测试,该试验机的刮擦速度最高可达160m/s,最高加热温度可达1 200℃,刮擦力的测量范围为10～1 000N,可同时记录刮擦力、刮擦温度、扭矩和转速等所需信息。     

NiCrAl-NiC封严涂层在盐雾环境下的腐蚀行为研究

目的 通过盐雾试验,研究NiCrAl-NiC封严涂层在高湿度、高盐分的环境中工作的腐蚀行为及机理。 方法 使用热喷涂的方法,在GH907基体上,以NiAl作为粘结层,喷涂制备NiCrAl-NiC封严涂层,并针对该涂层进行连续盐雾试验。对不同盐雾试验时间得到的试样进行电化学(极化曲线以及电化学阻抗谱)测试、XPS测试、SEM观察及EDS测试,研究涂层的腐蚀行为。结果 在500倍电子显微镜下观察得涂层表面腐蚀在表面孔隙附近发生,且腐蚀产物随腐蚀时间的增加而不断增加。EDS结果显示,腐蚀前期O元素含量增加,在连续盐雾时间达到72 h后,观察到Cl、Fe元素,且涂层表面的腐蚀产物出现裂隙。这个结果说明电解质溶液已侵入涂层内部,使基体发生腐蚀。涂层在盐雾试验前期,极化曲线所得腐蚀电流密度有所下降,说明涂层耐蚀性增强。盐雾腐蚀后期,腐蚀电流密度增加,涂层耐蚀性下降。结论 试验前期,腐蚀产物的积累使得涂层的耐蚀性提高,由于腐蚀速率随时间逐渐增加,试验后期涂层内部已经发生腐蚀,腐蚀产物为金属氧化物和氢氧化物。     

铝化物高温防护涂层的现状

介绍了高温防护涂层的主要类型、制备方法及其失效方式，重点突出了铝化物涂层在高温防护领域的重要性和高温涂层、高温氧化问题研究的重要性，从而点出了应该进一步深人地研究铝化物涂层高温氧化规律的重要意义。     

飞机起落架作动筒密封圈失效分析

本文对飞机起落架作动简进行了外观检查、痕迹分析,对其活塞上安装的断裂密封圈进行了物理性能测试、宏观分析、断口微观分析以及模拟验证试验等.经过综合分析认为,起落架作动筒活塞上安装的两个密封圈均发生了断裂,密封圈上的橡胶出现了掉碎块情况,使两个油箱体之间发生了串油现象,导致起落架作动筒动作失常;密封圈经油浸泡后的过量溶胀是导致其磨损疲劳失效的根本原因.