熱噴涂技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用與發(fā)展

熱噴涂設(shè)備技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用由于熱噴涂材料來源廣、制備工藝穩(wěn)定、涂層成分結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、涂層質(zhì)量可控、可制備多種功能及防護(hù)涂層，并可自動化生產(chǎn)，使熱噴涂技術(shù)在航空制造技術(shù)領(lǐng)域

所屬分類：

航空航天領(lǐng)域

關(guān)鍵詞：

熱噴涂設(shè)備

碳化鎢噴涂加工

陶瓷噴涂加工

熱噴涂涂層加工

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產(chǎn)品描述

熱噴涂技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

由于熱噴涂材料來源廣、制備工藝穩(wěn)定、涂層成分結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、涂層質(zhì)量可控、可制備多種功能及防護(hù)涂層，并可自動化生產(chǎn)，使熱噴涂技術(shù)在航空制造技術(shù)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。航空發(fā)動機(jī)及飛機(jī)的關(guān)鍵零部件——壓氣機(jī)葉片榫頭、機(jī)匣、封嚴(yán)篦齒、燃燒室、渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、軸頸、軸承座、封嚴(yán)環(huán)、噴管等數(shù)以千計(jì)的零件需進(jìn)行熱噴涂制備涂層，熱噴涂涂層的應(yīng)用是航空發(fā)動機(jī)可靠性及服役壽命大幅度提高。

等離子噴涂技術(shù)生成的高溫可磨耗封嚴(yán)涂層

高溫可磨耗封嚴(yán)涂層作為發(fā)動機(jī)部件的重要涂層之一，用來調(diào)控高壓渦輪轉(zhuǎn)子部件與機(jī)匣之間的間隙，對保持發(fā)動機(jī)的效率十分關(guān)鍵。我國國內(nèi)研制開發(fā)的添加陶瓷減摩自潤滑材料及聚苯酯的高溫可磨耗封嚴(yán)涂層，涂層摩擦系數(shù)低，可磨耗性能優(yōu)異，同時抗高溫氧化性能及燃?xì)鉀_刷性能優(yōu)良。高溫可磨耗封嚴(yán)涂層厚度一般超過1.5mm，必須采用機(jī)器人自動等離子噴涂技術(shù)，噴涂參數(shù)計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制、涂層厚度在線監(jiān)測，這樣有利于涂層組織結(jié)構(gòu)及厚度均勻，穩(wěn)定涂層冶金質(zhì)量。

等離子噴涂生成熱障涂層

熱障涂層用于航空發(fā)動機(jī)及地面燃?xì)廨啓C(jī)，保護(hù)發(fā)動機(jī)高溫部件，如燃燒室、渦輪葉片、火焰噴管等，可大幅度提高部件壽命、提高發(fā)動機(jī)效率、降低部件溫度或提高燃?xì)鉁囟取?/span>

熱障涂層的制備方法主要有等離子噴涂法和電子束物理氣相沉積法。熱沖擊壽命和熱導(dǎo)率為熱障涂層的兩個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。沒有優(yōu)異的抗熱沖擊性能，熱障涂層就不能在可靠性要求極高的航空發(fā)動機(jī)上獲得成功應(yīng)用。把涂層壽命做到數(shù)千、數(shù)萬小時是熱噴涂涂層成功應(yīng)用于商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵所在。

由于氧化釔穩(wěn)定氧化鋯在1200℃以上工作、在隨后的冷卻過程中相變，相變過程中材料體積將膨脹約4%，這種體積效應(yīng)使涂層產(chǎn)生裂紋甚至剝落。國內(nèi)外學(xué)者對兩種或兩種以上稀土氧化物復(fù)合穩(wěn)定氧化鋯的多元體系進(jìn)行了較多研究，取得了明顯進(jìn)展，美國科學(xué)家開發(fā)的氧化釓、氧化鐿、氧化釔三元稀土復(fù)合穩(wěn)定氧化鋯工作溫度可達(dá)1500℃，并已商品化。

熱噴涂技術(shù)發(fā)展趨勢

熱噴涂技術(shù)經(jīng)過100余年的發(fā)展，技術(shù)日益成熟，用途涉及航空航天、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、汽車、電力、燃料電池與太陽能、醫(yī)療衛(wèi)生、造紙與印刷等諸多領(lǐng)域。

要實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)在高推重比和高效能上的重大突破，就必須提高發(fā)動機(jī)中燃?xì)鉁囟?，這必然造成高壓渦輪熱端部件表面溫度的大幅度提高。碳化物、氮化物陶瓷SiC、Si3N4是最有可能取代鎳基高溫合金作為在更高溫度下工作的發(fā)動機(jī)高溫結(jié)構(gòu)材料，制約其應(yīng)用的重要因素是其在發(fā)動機(jī)高溫燃?xì)猸h(huán)境中的材料組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足，碳化物、氮化物陶瓷能夠和水蒸汽等反應(yīng)生成揮發(fā)性的產(chǎn)物造成陶瓷材料結(jié)構(gòu)及性能嚴(yán)重退化。在陶瓷表面采用氣相沉積與等離子噴涂復(fù)合技術(shù)制備環(huán)境障涂層，可以有效阻止高溫燃?xì)鈿夥蘸吞沾苫w的接觸，提高陶瓷基體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

在某些重要應(yīng)用領(lǐng)域需要高的涂層結(jié)合強(qiáng)度，甚至需要涂層與零件基體間冶金結(jié)合。為克服熱噴涂涂層界面機(jī)械結(jié)合的不足，激光等離子復(fù)合噴涂技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。激光等離子復(fù)合噴涂涂層界面為冶金結(jié)合，涂層結(jié)構(gòu)致密均勻，可用于發(fā)動機(jī)刷式封嚴(yán)跑道的制造。目前要解決的主要問題：一是控制熱輸入，避免涂層成分過度稀釋及材料組分的分解；二是降低應(yīng)力，避免涂層中出現(xiàn)裂紋。

廣州三鑫熱噴涂專業(yè)生產(chǎn)各種熱噴涂設(shè)備、等離子噴涂設(shè)備、超音速噴涂設(shè)備、電弧噴涂設(shè)備、噴鋅機(jī)、噴鋁機(jī)；火焰粉末噴涂設(shè)備、火焰線材噴涂設(shè)備，火焰噴塑設(shè)備及各種熱噴涂涂層加工，陶瓷噴涂加工，碳化鎢噴涂加工。

上一條：等離子噴涂設(shè)備在航空領(lǐng)域方面的應(yīng)用

下一條：四種常用陶瓷噴涂材料的特性及使用范圍

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