K424合金搪瓷热防护涂层制备工艺与应用研究

摘要

目前，随着航空发动机推重比的提高，其热端部件遭受高温氧化、高温腐蚀环境的侵害日益严重，在收扩喷口等热端部件表面施加防护涂层是当前的主要解决方法。本研究选择K424合金热端部件的防护涂层作为研究对象，在防护涂层的制备、性能评价及其航空发动机上的应用等方面进行了较为深入的研究。
　　通过对涂层组织结构分析和性能测试，优化了多弧离子镀和搪瓷涂层制备工艺参数，并对优化工艺参数的正确性进行了验证。搪瓷涂层主要成分为非晶玻璃相，与基体界面处组织的主要成分包括Al2O3、ZnAl2O4、Na(AlSi3O8)。通过合金基体与带涂层试样的恒温氧化等性能对比试验，证明涂层具备优良的抗高温氧化性能，优化工艺参数可以用于产品零件上防护涂层的制备。
　　按照设计标准提出的性能测试方法和技术指标，对以多弧离子镀NiCrAlY为粘结层的复合高温搪瓷涂层的各项性能进行了测试，测试结果表明复合涂层具有优异的抗热震、抗弯曲、抗盐雾腐蚀、抗燃气热腐蚀、抗高温氧化、抗热盐腐蚀等性能；同时涂层对基体力学性能影响不明显。复合搪瓷涂层在25h后氧化减重达到平衡，保持在1g/m2左右，低于基体材料氧化失重的20％，满足了K424合金零件高温防护的技术要求。
　　采用复合搪瓷涂层技术对某发动机调节片等零件进行涂镀，涂镀的零件经过了发动机长期试车考核，对完成试车考核任务的发动机调节片分解检查表明，有复合高温搪瓷涂层的调节片未出现高温烧蚀现象，保持完好状态。目前，采用高温搪瓷涂层防护的零部件已投入批产。

目录

第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2航空发动机收扩喷口热端部件工作环境及性能要求

1.3高温防护涂层

1.4多弧离子镀NiCrAY粘结层

1.5搪瓷涂层

1.6 本研究工作内容

第2章 试验用材料、工艺及试验方法

2.1试验材料

2.2实验设备

2.3涂层制备工艺

2.4 测试方法

第3章 涂层组织结构与制备工艺优化

3.1多弧离子镀NiCrAlY粘结层制备工艺优化

3.2搪瓷涂层组织结构与制备工艺优化

3.3优化工艺制备的NiCrAlY-搪瓷涂层抗氧化性能

3.4本章小结

第4章 复合搪瓷涂层性能分析

4.1性能测试结果

4.2试验结果分析

4.3本章小结

第5章 复合搪瓷涂层的应用

5.1在某发动机调节片上的应用

5.2在某发动机活门等零件上的应用

5.3高温搪瓷涂层应用中薄壁零件变形问题的解决

5.4本章小结

结 论

参考文献

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致谢

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