杨广峰,翟 巍,路梦柯,张 杭,庞 铭,崔 静

(中国民航大学机场学院,天津 300300)

1 引 言

高推重比是先进航空发动机的显著标志,在涡轮叶片燃气流道表面喷涂热障涂层以提高涡轮进口温度是实现这一目标的有效方法之一。为此,近年来国内外已开展多种加工方法,其中激光熔覆技术以其功率密度大、基材自冷速度高、局部变形小且操作精度高等优点近年来被广泛应用在航发叶片改性等诸多领域[1-4]。7 %氧化钇稳定的氧化锆(7YSZ)陶瓷因其熔点高、导热系数小、热稳定性好,且其热胀系数与TC4相近等特点,被广泛用作航发叶片激光熔覆等高温热端部件[5]。

随着应用领域不断扩大,传统单层激光熔覆加工的热障涂层已暴露出涂层开裂或剥落损坏、涂层过早失效等不足之处；一方面因为陶瓷和金属线膨胀系数及弹性模量不相匹配而存在突变,另一方面因为不合理的激光加工工艺参数导致裂纹、气孔等缺陷[6]。解决该问题的有效方法之一是制备梯度涂层以达到缓和应力集中、避免涂层过早的失效[7]。郭敏海等[8]以超声振动为辅助手段在TC4基材表面激光熔覆制备了功能梯度涂层,发现施加超声振动有利于提高涂层的结合强度、弱化界面效应、改善表面质量以及细化涂层微观组织。熊玲玲等[9]在镍基高温合金上制备单层、三层和八层YSZ@Ni核壳粒子粉,发现扫描速度增加,陶瓷层厚度减少、组织逐步分层、熔覆层数越多、涂层组织越均匀及显微硬度更高。何斌锋等[10]应用激光熔覆技术在TC4表面制备了不同比例的NiCrAl/TiC复合涂层,发现熔覆层中产生TiC、VC和NiTi2等陶瓷相和金属间化合物,对提高熔覆层硬度非常有利。……