封严涂层

摘要： 为了探究航空发动机可磨耗封严涂层与叶片在高速刮磨过程中磨损和黏附情况,使用大气等离子喷涂方法制备Al Si-PHB中低温封严涂层,对其进行高速刮磨试验,并对涂层和叶尖形貌和黏附形态进行研究。通过高速转子试验台测得刮磨过程中径向力和切向力并拟合刮磨温度曲线。采用共聚焦显微镜和扫描电镜设备获取涂层和叶尖表截面形貌、EDS面扫描能谱以及涂层表面粗糙度,采用高精度电子秤测得涂层和叶尖失重量并计算失重速率,进一步佐证刮磨温度变化趋势。结果表明:高速刮磨时的单次切削量影响涂层失重速率,且产生不同的刮磨温度,刮磨温度影响叶尖黏附物状态;叶尖黏附物形态进一步影响刮磨后的涂层表面形貌,最终影响涂层封严性能。对高速刮磨过程中涂层刮磨形貌和叶尖黏附形态进行定性和定量分析,可为判断不同刮磨形态对涂层使用性能影响提供参考。

摘要： 材料微观结构表征与重建(Microstructure characterization and reconstruction,MCR)可用于建立加工-结构-属性(Processing-Structure-Property,PSP)关系,已成为计算材料学与材料设计的研究重点。通过阈值分割将多相非均质材料的金相照片识别为由不同相构成的纹理,结合多分辨率高斯金字塔进行重建。以各相占比为目标参数,对颗粒补充后的重建结果进行面积分数迭代优化,提出了一种面积分数可控的MCR纹理合成算法。利用该优化算法对多相非均质铝硅聚苯酯(AlSi-PHB)封严涂层微观组织进行表征重建,PHB和孔隙两相的两点相关函数计算结果证实了算法的有效性。在此基础上,将两组金相照片作为原始图像,重建20组模型,重建结果的两点相关函数误差最大为8.8×10^(-5)。本研究为多相非均质材料的准确重建提供了解决途径。

摘要： 随着航空发动机向大推力、高推重比发展,发动机涡轮进口温度进一步升高,要求高压涡轮用可磨耗封严涂层的工作温度能够达到1000°C以上,超过了金属基封严涂层的应用极限,因此陶瓷基高温封严涂层近年来引起了研究者的广泛关注。本文从陶瓷基封严涂层的研究背景、涂层材料与制备工艺、涂层组织性能调控、涂层孔隙率对性能的影响以及新概念陶瓷可磨耗涂层等几个方面介绍了陶瓷基高温封严涂层的研究现状,阐述了陶瓷基封严涂层研究的重要意义和关键问题。

摘要： NiCrAl/NiCg可磨耗封严涂层可以提高涡轮发动机效率,已广泛应用于航空发动机中高压压气机部位。本文采用高温高速刮擦试验方法对NiCrAl/NiCg封严涂层进行模拟服役工况条件下的可磨耗试验,试验后通过对磨损表面宏观形貌、微观组织形貌、磨损质量以及叶片高度磨损比等数据进行分析以评价涂层的可磨耗性能。结果表明,NiCrAl/NiCg封严涂层在不同的试验条件下均表现出优异的可磨耗性能,可以保护叶片免受损伤;当进给速率由5μm/s提高到500μm/s时,叶片涂层质量磨损比(IQR)值、叶片高度磨损比(IDR)均显著提高,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性有所下降;单次刮削深度是影响NiCrAl/NiCg封严涂层可磨耗性能的重要影响因素,单次刮削深度越小,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性能越优异。该研究为航空发动机应用中叶尖与可磨耗封严涂层相互作用的探索提供了新的基础数据,也为今后封严涂层性能研究及选定提供参考依据。

摘要： 前机匣、后机匣是纵向对开机匣,纵向安装边分布在水平面上,是高压压气机静子外壁承力部件。前机匣和后机匣内腔喷封严涂层,涂层与叶片顶部需要保留适当、稳定间隙值,保证转子旋转过程中不相互摩擦。使用过程中发现前机匣纵向结合面部位有不同程度的磨损现象,这种现象表明前机匣组件在水平向安装边方向存在摩擦现象,机匣变形是其中的重要原因。因此,本项目以对开结构机匣为载体,有针对性地开展对开结构机匣变形控制研究,掌握对开结构机匣变形控制技术,使对开机匣变形得到有效控制、解决磨损问题。

摘要： 利用SolidWorks对某型APU压气机内机匣进行等比例简化,建立数学模型。首先利用ANSYS软件对内机匣与涂层进行静力学分析,得到静态下的温度场及位移场。其次,将输出结果导入稳态热模块(Steady-State Thermal)中进行热分析,得到工作温度为600°C时的各部分应力应变云图。最后,通过对基体-涂层进行有预应力的模态分析,计算出基体-涂层的前10阶固有频率和振型,通过最大应力和位移点以及模态变形情况表征热振性对内机匣与涂层的界面结合强度的影响。

摘要： 利用SolidWorks对某型APU压气机内机匣进行等比例简化,建立数学模型.首先利用ANSYS软件对内机匣与涂层进行静力学分析,得到静态下的温度场及位移场.其次,将输出结果导入稳态热模块(Steady-State Thermal)中进行热分析,得到工作温度为600°C时的各部分应力应变云图.最后,通过对基体-涂层进行有预应力的模态分析,计算出基体-涂层的前10阶固有频率和振型,通过最大应力和位移点以及模态变形情况表征热振性对内机匣与涂层的界面结合强度的影响.

摘要： 铝硅系封严涂层是发动机压气机常用的中低温封严涂层,目的是减少转子和静子之间的间隙,同时保护叶片不受磨损,对发动机的效率有着非常重要的影响。本文对铝硅聚苯酯封严涂层的现状和进展进行研究,为后续铝硅聚苯酯封严涂层制备方法以及喷涂工艺对涂层结构、形态特征、性能的影响分析打下基础,从而为民航飞机的制造和飞行安全等提供一方面的保证。

摘要： 可磨耗封严涂层是应用在航空发动机中从而提升其效率的一种材料.本文采用模拟工况法,利用自主研制的BGRIMM-ATR型高温超高速可磨耗试验机对AlSi/PHB封严涂层进行了不同进给速率下的可磨耗实验,研究进给速率变化对AlSi/PHB封严涂层可磨耗性的影响,利用体式显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的宏观和微观形貌,并利用多种表征方式进行可磨耗性的综合评价.结果表明:在常温下,线速度350 m/s,进给深度500μm的情况下,进给速率由低到高增长时,AlSi/PHB涂层的可磨耗性呈现一个先增高后降低的趋势,进给速率的改变对AlSi/PHB的相对可磨耗性影响明显.在中等进给速率时可磨耗性优秀,主要表现为切削机制;在低进给速率和高进给速率时,涂层可磨耗性有所降低,主要表现为涂层深犁沟、裂痕、碎屑,主要机制为犁削、熔融和碰撞撕裂等.

摘要： 铝硅系封严涂层是发动机压气机常用的中低温封严涂层,目的是减少转子和静子之间的间隙,同时保护叶片不受磨损,对发动机的效率有着非常重要的影响.本文对铝硅聚苯酯封严涂层的现状和进展进行研究,为后续铝硅聚苯酯封严涂层制备方法以及喷涂工艺对涂层结构、形态特征、性能的影响分析打下基础,从而为民航飞机的制造和飞行安全等提供一方面的保证.

摘要： 针对传统热喷涂工艺所制备的封严涂层在热震循环过程中,因涂层与基体间机械结合力弱导致的涂层容易剥落失效的问题(目前其抗热震循环次数为300次以下),本研究将采用电子束毛化与等离子喷涂相结合的工艺方法,制备出高抗热震性能的封严涂层.首先,利用电子束毛化工艺,研究在基体表面设计加工出合适的结构造型;其次,研究在造型表面如何有效地进行等离子喷涂封严涂层的沉积制备,并对涂层的微观组织及热震性能进行对比测试分析.研究结果表明:通过利用电子束毛化单向斜三角造型结构以及功率递减式等离子喷涂方法相结合,可提升涂层抗热震性能,其中,对偶排列三角造型结构和反方向斜三角造型位错式排列模式都使涂层在1100°C抗热震性能达到500次循环后仍保持完整,而反方向斜三角造型位错式排列模式造型更有利于涂层沉积及组织性能的提高.

摘要： 铝基氮化硼封严涂层喷涂材料属于混合粉末,由铝金属粉末、二氧化硅、硅、氮化硼等成分组成.主量及部分成分具有酸溶性,但其中的氮化硼、硅、二氧化硅无法溶解在酸性介质中,利用这些成分可以与碱性熔剂共熔的特性,通过选择氢氧化钠碱性熔剂,合适的温度对试样进行熔融,再利用酸对其它成分的溶解性,最终达到试样全部溶解,达到可分析状态.配制相应的标准溶液,利用电感耦合等离子体发射光谱仪完成试样的准确分析.

摘要： 采用模拟工况的试验方法,利用高温超高速可磨耗试验机,研究了进给速率变化对AlSi/hBN封严涂层-TC4模拟叶片的磨耗行为及刮削性的影响,利用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层和叶片的宏微观形貌;利用能谱仪(EDS)、X射线衍射分析涂层的相成分,结果表明:在温度为450°C,线速度为300m/s,迸给深度500μm情况下,进给速率的改变对AlSi/hBN封严涂层-TC4模拟叶片的宏微观形貌和磨耗机制影响显著,低进给速率时,磨损严重,主要表现为切槽、叶片粘附转移和过热等机制;在中高进给速率时,可磨耗性较好,主要表现为切削和涂层材料向叶片的转移机制。

摘要： 可磨耗封严涂层的应用是提高航空发动机效率的有效手段,AlSi-PHB封严涂层材料在中压和低压压气机中具有广泛应用。本文采用自主研发的AST500可磨耗试验机对AlSi-PHB封严涂层材料进行了不同模拟工况下的磨耗试验,通过对试验后的涂层和叶片的磨损质量、磨损形貌、刮削力、摩擦系数等进行分析,对AlSi-PHB封严涂层材料进行了初步的可磨耗性能评价。

摘要： 本文通过销盘试验、单摆冲击划痕试验以及模拟工况的高速刮擦试验，对铝基、镍基两类典型的中、低温段封严涂层的摩擦磨损行为进行了研究;通过对比不同工况条件下的试验结果，发现封严涂层热物性对其可刮削性有显著的影响。

摘要： 本文开展了广泛应用于航空发动机压气机中的Ni-G封严涂层与Ti6A14V钛合金叶片在高速刮擦下的材料转移行为研究，阐述了转移发生的历程，探讨了转移机理。为了确定高速刮擦下在经历了成百上千次刮擦后所得到的转移结果是如何形成的，本文对刮擦时产生的磨屑进行了可分辨刮擦进程的连续收集。在体式显微镜下观察，发现除了最开始收集到的磨屑外，其余阶段收集到的磨屑中均既含有黑色的涂层磨屑也含有带金属光泽的含转移层磨屑，说明在刮擦时涂层被切削与叶片向涂层转移是同时发生的。

摘要： 航空发动机封严涂层的特性直接影响着发动机的性能,封严涂层刮削试验台是测试评价封严涂层材料特性的关键设备,其中的核心部件是高速主轴.本文利用ansys有限元分析软件对封严涂层刮削式试验台高速主轴模型进行动力学分析,分析的结果用于封严涂层刮削试验台高速主轴的研制,最后进行了高速主轴的运转验证实验.有限元分析结果显示，主轴在高速旋转时，在正进动的情况下，陀螺力矩提高了转子的临界角速度，在反进动的情况下，陀螺力矩降低了转子的临界角速度。

摘要： 涂层制备技术是航空制造技术的重要组成部分,涂层材料与热喷涂涂层技术创新对提高航空零部件产品性能、降低能源消耗、提升产品可靠性及服役寿命具有重要意义.本文主要涉及航空工业领域热障涂层、封严涂层、耐磨涂层及热喷涂新技术新设备的应用现状与研究进展.

摘要： 在本研究中对Al/BN封严涂层的相含量、拉伸结合强度、硬度以及抗冲蚀性能进行了测定,掌握Al/BN封严涂层相含量分布以及涂层力学性能情况.利用高速刮擦试验机模拟压气机叶片与封严涂层的刮擦行为,研究了Al/BN封严涂层与TA11钛合金模拟叶片体系在线速度250m/s,进给速度在0.002mm/s和0.01mm/s范围内的磨损行为.结果表明:较高线速度下涂层的磨损,在较低进给速度下,为涂层剥落和犁削机制以及涂层向叶片转移机制,随着刮削深度的增加涂层向叶片的转移层发生剥落;在较高进给速度下,涂层的磨损机制为剥落和犁削机制,涂层向叶片的转移层在叶片上发生了熔化和涂抹,为犁削和塑性变形机制.

摘要： 利用高速刮擦试验机模拟压气机叶片与封严涂层的刮擦行为,研究了NiAl-BN封严涂层与TC4钛合金模拟叶片体系在线速度30m/s到150m/s范围内的磨损行为.结果表明:涂层的磨损,较低线速度下为涂层剥落和叶片向涂层转移机制,高速下转移层发生剥落;较低线速度时,叶片的磨损为犁削机制,随线速度升高转变为犁削和塑性变形机制。

摘要： 本申请中提供了一种提高篦齿封严结构封严特性的方法，所述方法包括：在篦齿转盘的侧面至少设置一个径向延伸且凸出于篦齿转盘的侧面的叶轮；使所述叶轮跟随篦齿转盘转动，并通过所述叶轮使进入篦齿的入口气流产生周向速度，从而能够提高篦齿封严结构的封严特性。本申请所提供的方法可以实现在不改变篦齿前后气流的总压、总温等气动参数条件下，实现篦齿封严特性增强的同时，不影响其他系统功能，且实现方法简单、可行。

摘要： 本发明提供了一种可用于1200°C以上的超高温封严涂层粉末材料、涂层及其制备方法，属于热喷涂技术领域。该材料由SiC、Si和BN三种主要组分组成，通过多种团聚工艺将粉末形态原料制备成具有不同颗粒结构的复合粉末，通过热喷涂、压制烧结‑钎焊等工艺制备成封严涂层，最高使用温度可达1350°C，比现有高温封严涂层使用温度提高了150°C以上，涂层与CMC等陶瓷基复合材料基体匹配性良好，可充分发挥陶瓷基复合材料的耐高温优势，在新一代航空发动机和燃气轮机中具有广泛用途。

摘要： 本发明公开了一种涡轮外环大厚度CoNiCrAlY封严涂层的制备方法和CoNiCrAlY封严涂层，包括：基材表面预处理；CoNiCrAlY合金粉末准备；将CoNiCrAlY合金粉末在基材表面进行冷喷涂，沉积形成CoNiCrAlY预涂层；在CoNiCrAlY预涂层边缘处的斜坡段，再进行冷喷涂，直至CoNiCrAlY预涂层的斜坡段消失，形成第一涂层；将CoNiCrAlY合金粉末在第一涂层上进行冷喷涂，沉积形成CoNiCrAlY预涂层，再在CoNiCrAlY预涂层边缘处的斜坡段进行冷喷涂，直至CoNiCrAlY预涂层的斜坡段消失，形成第二涂层，重复上述操作，直至获得厚度为1.5mm～2mm的CoNiCrAlY封严涂层。本发明的涡轮外环大厚度CoNiCrAlY封严涂层的制备方法，通过使用冷喷技术，在高温合金的基材表面制备出涂层致密、大厚度、结合强度好、抗高温和腐蚀性能良好的CoNiCrAlY封严涂层。

摘要： 本发明公开了一种用于热喷涂封严涂层的封孔剂及其使用方法，该封孔剂包括氟树脂、稀释剂和固化剂，其中：所述氟树脂的重量百分比含量为60％～90％；所述稀释剂的重量百分比含量为10％～40％；所述固化剂的重量百分比含量为10％～40％。上述封孔剂在用于热喷涂封严涂层时具有操作温度低和固化快的特点，并且能够使热喷涂封严涂层具有优异的耐腐蚀性能和自润滑性能。

摘要： 本发明公开了一种陶瓷基可磨耗封严材料、涂层、复合涂层及制备方法，由172～186质量份的8YSZ/RE3NbO7粉末、6～10质量份的Ni粉、4～10质量份的h‑BN粉末和4～8质量份的PHB组成；RE元素为Dy元素、Sm元素或La元素；其中，8YSZ/RE3NbO7粉末由Y2O3粉末、ZrO2粉末及RE3NbO7粉末球磨和煅烧后得到，且Y2O3粉末、ZrO2粉末及RE3NbO7粉末的质量比为2：25：1；本发明通过球磨法和固相烧结法制备8YSZ/RE3NbO7粉末，再向其内掺杂软相h‑BN、造孔剂PHB及粘接相Ni粉，通过Ni粉提高基体结合强度，得到硬度适中、与基体结合强度良好及抗热震性能优的陶瓷基可磨耗封严材料，在将该材料进行等离子喷涂，进而得出抗震性能优良好的陶瓷基可磨耗封严涂层，可适用于静叶的摩擦表面，提升航空航天发动机和燃气轮机的气路封闭性。

摘要： 本发明提供了一种可用于1200°C以上的超高温封严涂层粉末材料、涂层及其制备方法，属于热喷涂技术领域。该材料由SiC、Si和BN三种主要组分组成，通过多种团聚工艺将粉末形态原料制备成具有不同颗粒结构的复合粉末，通过热喷涂、压制烧结‑钎焊等工艺制备成封严涂层，最高使用温度可达1350°C，比现有高温封严涂层使用温度提高了150°C以上，涂层与CMC等陶瓷基复合材料基体匹配性良好，可充分发挥陶瓷基复合材料的耐高温优势，在新一代航空发动机和燃气轮机中具有广泛用途。

摘要： 本发明提供一种可磨耗封严涂层用复合粉末及涂层制备方法，按重量百分比由以下物质组成：石墨1.5~2.5%，六方氮化硼15.0~20.0%，二氧化硅4.0~8.0%，二氧化铜10.0~13.0%，二氧化镉3.0~5.0%，铝3.0~5.0%，余量为镍；使用权利该复合粉末制备可磨耗封严涂层的方法为等离子喷涂法，喷涂参数为：电流500~600A，氢气流量8~14L/min，氩气流量30~40L/min，喷涂距离100~150mm，送粉量10~20g/min。利用本发明的复合粉末及涂层制备方法，制备的封严涂层使用温度可达到600°C。

摘要： 一种封严涂层碰磨测试装置。其包括加热装置、底座、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统和控制器；加热装置、旋转系统、进给系统、保护系统、数据采集系统、试样固定系统安装在底座上；控制器与本装置中的用电部件电连接。本发明提供的封严涂层碰磨测试装置具有如下有益效果：本发明可以真实模拟工况下的封严涂层与叶片高速转动下的碰磨情况，研究不同侵入深度下，涂层试样受到的碰磨力，并且测得实验的参数可用来分析涂层的性能。整体结构布局合理，操作方便，能够满足实验的需求。

摘要： 本发明涉及表面防护技术领域，具体而言，涉及一种复合封严涂层及其制备方法、机械零件和动力装置。复合封严涂层包括依次连接的金属粘结层和铜铝氮化硼可磨耗面层，所述铜铝氮化硼可磨耗面层的孔隙率沿相对远离所述金属粘结层的方向增加。该复合封严涂层旨在降低复合封严涂层中残余应力的累积以及改善复合封严涂层可磨耗性能和强度兼顾问题，继而降低复合封严涂层在服役过程中整体掉块的风险。

摘要： 本发明属于封严涂层技术领域，具体公开了一种可磨耗陶瓷复合封严涂层及其制备方法，该封严涂层的原料为YSZ‑Ti3AlC2复合粉末，所述YSZ‑Ti3AlC2复合粉末中Ti3AlC2的含量为2wt.％～10wt.％；该封严涂层的制备方法为，准备YSZ‑Ti3AlC2复合粉末，将YSZ‑Ti3AlC2复合粉末通过等离子喷涂工艺进行喷涂，得到了YSZ‑Ti3AlC2涂层。采用本发明的方案，通过引入适量的Ti3AlC2，Ti3AlC2相可以降低封严涂层的孔隙率的同时，作为软质相提升涂层可磨耗性。