HVOF技术在民用航空器中的应用

介绍了表面技术在民用航空器零部件生产和维修中的重要性，并比较了电镀硬铬、爆炸喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂（HVOF）等四种主要表面强化技术的特点，对HVOF技术在国外民用航空器中的应用以及在我国民航航空器生产和维修领域的应用现状进行了全面介绍。     

钛合金基体EB-PVD热障涂层的制备与初步研究

在TC11钛合金上制备两种以NiCoCrAlY为粘结层,8wt%Y2O3-ZrO2(YSZ)为陶瓷层的热障涂层,粘结层制备技术分别为电子束物理气相沉积(EB-PVD)和超音速火焰喷涂(HVOF),陶瓷层由EB-PVD同炉沉积.两种热障涂层的微结构、显微硬度及热循环测试表明,EB-PVD制备的粘结层均匀致密,上层YSZ组织细密,硬度较高,而HVOF获得的粘结层疏松不均,上层YSZ晶粒粗大,硬度较低;前者有较好的抗热冲击性能,裂纹较分散,防护性能较好,而后者易开裂剥落,裂纹密集,防护性能较差.     

喷丸、喷砂与HVOF WC-17Co涂层表面完整性对TC18钛合金疲劳性能的影响

为了探讨喷丸、喷砂与HVOF WC-17Co涂层表面完整性对Ti5Al5Mo5V1Cr1Fe(TC18)钛合金疲劳性能的影响规律和作用机制,利用X射线衍射仪(XRD)、表面粗糙度仪、显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线应力测试仪等分析了喷丸、喷砂及其复合超音速火焰喷涂(HVOF)WC-17Co涂层的表面完整性,利用旋转弯曲疲劳试验机研究了上述表面处理对TC18钛合金疲劳性能的影响规律。结果表明,喷丸预处理比喷砂预处理能够使TC18钛合金表面获得更好的表面完整性,因而显著提高了TC18钛合金的疲劳抗力,而喷砂处理对TC18钛合金疲劳抗力无明显影响。喷丸后进行HVOF WC-17Co涂层处理使TC18钛合金疲劳寿命提高6倍,原因归于喷丸层内仍保留数值较大、分布较深的残余压应力,有效延缓疲劳裂纹的萌生和早期扩展。喷砂后进行HVOF WC-17Co涂层处理使TC18钛合金疲劳抗力显著降低,原因是HVOF过程的高温效应使喷砂层内残余压应力场松弛,使喷砂表面缺口效应和损伤的不利影响作用突显,加之WC-17Co涂层韧性低、表面粗糙度大、存在孔洞型缺陷,不利于抗疲劳性能。     

表面处理对17-4PH不锈钢抗固体粒子冲蚀性能的影响

为对比研究表面处理对17-4PH不锈钢抗固体粒子冲蚀性能的影响,在17-4PH不锈钢表面进行了多弧离子镀陶瓷/金属多层膜制备、激光表面合金化(LSA)处理和超音速火焰喷涂(HVOF)硬质合金层处理,利用划痕仪、自组装的不锈钢抗固体粒子冲蚀(SPE)装置、多冲疲劳试验机对上述三种表面处理试样的小攻角和大攻角SPE失效行为和机理进行了研究。结果表明,微切削是17-4PH不锈钢及其表面改性试样小攻角下固体粒子冲蚀破坏的主要失效机制,多冲型疲劳破坏是17-4PH不锈钢及其表面改性试样大攻角下固体粒子冲蚀的主要失效机制。HVOF WC-17Co涂层可显著提高17-4PH不锈钢30°小攻角和90°大攻角下SPE抗力。激光表面合金化层能够改善17-4PH不锈钢抗30°小攻角和90°大攻角下SPE性能,但SPE性能改善效果弱于HVOF喷涂涂层。TiAl N/Ti多层膜不能显著提高17-4PH不锈钢抗30°小攻角和90°大攻角的SPE性能。     

316不锈钢/WC-Co涂层在锌液中的腐蚀

研究了经高速火焰喷涂(HVOF)的316不锈钢WC-Co涂层在锌液中的腐蚀行为,包括腐蚀速度、界面组织形貌和成分的变化.结果表明,WC-Co涂层在锌液中的腐蚀表现为沿裂纹的腐蚀.涂层中的缺陷造成裂纹源,在锌液和热喷涂过程留下的残余热应力的作用下,发生裂纹扩展,形成沿裂纹的腐蚀.铬和铝的扩散能力都比锌强,在产生裂纹的初期,铬和铝将优先锌扩散到裂纹中.如果适当改善喷涂工艺,增加涂层的致密度,可以延长涂层的使用寿命.     

钴铬钨超细粉喷涂性能试验及应用

超细钴基合金粉等离子喷涂难度较大，如何正确控制工艺过程，结合涂层性能选择合适的工艺参数是很重要的。本文论述了等离子喷涂超细钴基粉工艺参数的选择和涂层性能试验，确定了最佳喷涂工艺，满足涂层工艺性能要求。     

某机一级导向器叶片高速喷涂工艺

高速喷涂为近年来国际上发展起来的新工艺，以其优异的涂层性能而被广泛应用。在对某机一级涡轮导向叶片隔热层进行喷涂时，其底层采用高速喷涂工艺，大大降低了涂层的氧化，提高了涂层的结合力，有效延长了叶片的使用寿命。     

高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层制备工艺对涂层性能影响

FeNiCrAl涂层是一种用作轴类零部件的表面耐磨防护材料,为深入研究高速电弧喷涂工艺对FeNiCrAl涂层性能的影响机理,对不同喷涂参数下制备的涂层的组织结构、结合强度、物相组成和显微硬度等性能进行分析表征,探究“喷涂电流-涂层组织结构-结合强度”之间的关系。结果表明：喷涂电流对涂层的组织致密性及结合强度影响较大;喷涂电流200 A、电压34 V、喷涂距离160 mm的工艺参数下制备的FeNiCrAl涂层组织致密,孔隙率约8.76%,结合强度52.3 MPa,涂层硬度约626 HV0.1,约为基体硬度的1.6倍;影响机理与Fe-Al金属间化合物和Cr0.19 Fe0.1 Ni0.11固溶体在涂层内部均匀弥散分布有关。     

压气机盘止口喷涂镍铬铝涂层工艺研究

针对航空发动机压气机盘止口磨损这一故障,通过试验验证了等离子喷涂镍铬铝涂层的涂层厚度与结合强度的关系,测试了涂层硬度,分析了涂层微观组织,并验证了压气机盘装配条件对涂层结合强度的影响,实现了喷涂镍铬铝涂层对压气机盘止口进行修复。     

冷喷涂工艺参数对TC4涂层性能的影响

为了研究冷喷涂技术在TC4基板上沉积TC4涂层的性能,分析了喷涂气体种类和温度对涂层孔隙率、硬度和粉末利用率的影响规律。采用N_2和He两种气体以及400、500和600℃进行喷涂工艺试验研究。结果表明:在He或者N_2下,温度越高,制备的涂层越致密,涂层硬度越高,粉末利用率也越高;相同气体温度条件下,采用He制备的涂层较N_2更加致密,涂层硬度更高,粉末利用率也较N_2高。采用He、气体温度600℃、喷涂压力0.9 MPa,制备的涂层孔隙率低到0.8%,硬度达到440 HV0.2,硬度相对基体提高33%,粉末利用率高达88.2%。     

俄罗斯喷涂发泡技术

介绍了俄罗斯喷涂泡沫装置的用途、规格和特点，喷泡成型泡沫塑料，超低温绝热结构与材料工艺特点。     

工艺条件对爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层组织与性能的影响

研究了工艺条件对爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的组织与性能的影响.结果表明大热焓制度下制备的涂层组织致密均匀,具有较好的结合力、高的显微硬度及低的残余应力,是良好的耐磨耐热陶瓷涂层.经工艺优化选择出爆炸喷涂工艺的最佳气体流量参数.     

激光喷涂技术的工艺特性

根据我们的基础试验资料和数据，并结合国外报道的部分试验结果，对激光喷涂的试验技术和工艺特性作了比较深入的阐述。     

工艺条件对爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层组织与性能的影响

研究了工艺条件对爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的组成与性能的影响。结果表明大热焓制度下制备的涂层组织致密均匀，具有较好的结合力、高的显微硬度及低的残余应力，是良好的耐磨耐热陶瓷涂层。经工艺优化选择出爆炸喷涂工艺的最佳气体流量参数。     

某机钛合金叶片阻尼凸台等离子喷涂试验分析

针对某机钛合金叶片阻尼凸台的等离子喷涂质量不稳定问题，通过采用调整设备、增加工装、改善吹砂质量、优选工艺参数的方法，提高零件喷涂一次合格率，增强涂层稳定性。     

复杂型面自动喷涂关键技术研究

针对航空零件复杂型面进行自动喷涂关键技术研究,在总结人工喷涂工艺的基础上,计算喷涂房风量、等离子喷枪喷涂距离和喷涂位姿对羟基磷灰石涂层的影响,设计开发航空零件复杂型面自动喷涂单元,实现航空复杂零件的自动化喷涂,提高产品质量和稳定性,减少环境污染。     

真空等离子喷涂涡轮叶片专用工装

分析了涡轮叶片真空等离子喷涂（ＶＰＳ）涂层厚度不均匀的原因，介绍了一种提高涂层厚度均匀性和生产效率的专用工装。     

新的航空发动机零部件维修方案——K3冷喷涂工艺

<正>K3冷喷涂工艺与其他喷涂工艺的最大区别在于,其喷涂温度低于喷涂材料的熔点,喷涂速度为超声速,因此其最大的应用前景是用于航空发动机零部件的维修与修理。常规的热喷涂工艺包括等离子喷涂、火焰喷涂、高速火焰喷涂和金属丝电弧喷涂等。K3冷喷涂工艺是一种正在研发的新的热喷涂工艺,其全称为K3气动冷气喷涂工艺(K3-kinetic cold gas spraying process)。与其他热喷涂工艺的最大区别在于,K3冷喷涂工艺的喷涂温度低于喷涂材料的熔点,喷涂速度为超声速。因此也为K3冷喷涂工艺带来了巨大的应用优势,尤其是在航空发动机零部件的维修与修理上有着广泛的应用前景。K3冷喷涂工艺的基本工作原理是,将气体(如氩气、氦气和氮气)压缩并加热到800℃,然后通过拉伐尔形喷嘴以超声速喷出,借助载气(工作气流)将     

面向航空产品的自动化喷涂工艺研究

鉴于航空产品尺寸庞大,涂料特殊、工艺过程复杂、生产模式多变,必须对航空产品的自动化喷涂工艺进行深入研究,才能真正发挥喷涂机器人的效能。首先简述了空气喷涂的原理与自动化喷涂工艺装备,进而概括提出了自动化喷涂工艺研究的核心内容和关键工艺参数,最后在总结自身实践经验的基础上,提出了一套包括基础工艺试验、样件喷涂试验、实机喷涂试验、喷涂过程标准化以及持续优化5个环节的喷涂工艺研究方法,并给出了各个环节的关键要素和试验方法。     

面向飞机表面喷涂的多层次控制程序结构

 为实现飞机外表面的机器人自动化喷涂,根据飞机外表面的几何特征,提出了飞机表面喷涂轨迹的规划方案和自动化喷涂作业的定位方法。根据该方法制订了多层次的喷涂控制程序结构,包括主逻辑层、控制程序层、辅助功能层3个层次。主逻辑层负责整个程序体系运行的调度,即调用控制程序层和辅助功能层中的功能模块;控制程序层包含飞机表面的分区及相应的喷涂控制程序模块;辅助功能层包括喷涂工艺参数、运动参数、系统默认参数等内容。为快速生成多层次喷涂程序体系,提出了面向飞机外表面喷涂的离线编程技术方案。以飞机模型表面喷涂为例,验证了方法的有效性和可维护性。