等离子喷涂NiCrAlYSi基封严涂层的性能研究
2014-10-29曹茜李其连叶卫平程旭东
热喷涂技术 2014年1期
曹茜,李其连,叶卫平,程旭东
( 1.北京航空制造工程研究所 高能束流加工技术重点实验室,北京 100024;2.武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070)
高效率、低能耗是当今飞机发动机追求的重要目标之一。在发动机制造时,通过在机匣上制备一层可磨耗封严涂层,不仅可以有效控制叶片与机匣之间的间隙,提高发动机工作效率[1],而且能减少叶片的磨损,提高发动机寿命[2]。按照工作温度的不同,封严涂层可分为低温、中温和高温封严涂层三种[3],其中高温封严涂层主要应用在发动机高压涡轮叶片与机匣间的封严。由于高压涡轮工作温度高,使得其封严涂层一直是航空发动机涂层研究的重点之一。高温封严涂层一般有三个部分组成:基相、软相、孔隙。基相是为了保证涂层的强度,使其拥有一定的抗腐蚀及热冲击性能;软相如聚苯酯、石墨、硅藻土、h-BN等[4],能够明显改善涂层与叶片之间的润滑性,提高涂层的可磨耗性,防止涂层与叶片的黏着;孔隙的作用是降低涂层硬度,缓解涂层应力,提高涂层的可磨耗性并使涂层具有一定的隔热能力。
目前,制备高温封严涂层过程中,基相的选用通常分为两种:金属基(Ni,Cr,Al及其合金)和陶瓷基(YSZ等)[5]。相比于陶瓷基体,金属基体的热膨胀系数能够更好地与机匣材料相匹配,从而提高抗热冲击性能,减少剥落,提高涂层的使用寿命。MCrAlY基合金是一种常用的高温可磨耗封严涂层基体材料。采用NiCrAl为金属相,膨润土为软相制备的NiCrAl-膨润土封严涂层。……
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