D2钢电子束表面改性抗微动磨损性能研究

利用强流脉冲电子束 (HCPEB)技术对D2钢进行了表面改性处理。结果表明 ,电子束轰击试样近表层组织结构发生了很大变化 ,且亚表层显微硬度明显增加。微动磨损结果显示 ,电子束处理可以改善D2钢抗微动磨损性能 ,预涂覆TiN和Cr层效果更明显。磨痕SEM分析表明 ,涂覆Cr层的样品微动磨损主要机制是粘着和氧化 ,而TiN涂层及电子束直接处理试样主要磨损机制则是表面疲劳微裂纹的扩展和断裂产生的剥落颗粒 ,在摩擦面造成磨粒磨损 ,同时也伴随轻微的粘着和氧化 。

铝合金机匣抗微动磨损涂层材料及其制备工艺研究进展

微动磨损在航天航空领域的关键零部件中普遍存在,铝合金机匣作为航空发动机重要组成零件,因工作环境恶劣,易引起微动磨损,影响发动机正常工作,所以提高其抗微动磨损性能成为研究的重点.抗微动磨损材料主要分为软质材料和硬质材料,根据不同的工况条件选用合适的材料对防护微动磨损极为重要.表面涂覆技术是抗微动磨损的主要防护措施之一,常采用热喷涂、气相沉积和电镀等制备工艺在基体表面制备防护涂层,其制备效率高、涂覆层致密性高、与基体结合力强,在工程领域得到广泛的应用.全文针对抗微动磨损涂层材料及表面涂敷技术进行了阐述,并对抗微动磨损涂层的研究进行了展望.

直升机传动系统用铝青铜-聚苯酯涂层磨损性能研究

直升机行星传动系统由于结构紧凑、传递功率高、承载能力高、抗冲击和振动能力强及传动平稳等优点,在航空航天领域中得到了广泛应用。为了提高行星传动系统的轮系减速结构中行星齿轮的均载性,避免单个行星轮过载断齿失效,通常将其设计为以支承环浮动支承的太阳齿轮。然而,这种设计导致支承环与太阳齿轮之间的接触部位在工作时可能产生严重的微动磨损。因此,在支承环表面制备铝青铜-聚苯酯涂层,以提升其抗微动磨损性能。采用等离子喷涂工艺,将通过机械混匀的铝青铜和质量分数约5%的聚苯酯混合粉末(KF-1301)喷涂在以30Ni4CrMoA钢为基体的支承环表面。喷涂前试样表面需经刚玉砂喷砂处理,以提高表面粗糙度。通过扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜,对制备的涂层进行微观形貌和孔隙率分析。结果表明,涂层的孔隙率约为31.8%,表面洛氏硬度平均值为79.9 HR15Y,结合强度平均值为42.6 MPa。通过SRV-4微动摩擦磨损试验机,测试涂层的抗微动磨损性能。结果表明,涂层的摩擦系数平均值约为0.169,具有较好的减摩性能,磨损机制主要为磨粒磨损,同时伴有粘着磨损。对喷涂铝青铜-聚苯酯涂层的支承环进行零件级摩擦磨损试验,发现涂层无开裂、剥离、剥落和严重磨损等异常情况。对试验前后相同位置涂层的厚度进行测量,结果显示涂层的磨损量非常小。铝青铜-聚苯酯涂层具有较高的硬度、结合强度及较低的摩擦系数,可满足抗微动磨损涂层应用的技术要求,在模拟工作状态下其表现出优异的抗磨损性能,未出现明显的异常磨损现象,说明该涂层可有效地提高直升机传动系统的耐磨性和使用寿命。

大气等离子和超音速火焰喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层组织和性能对比

目的针对航空发动机叶片榫头/榫槽摩擦副工作中的微动磨损问题,开展CoCrAlYSi-hBN抗微动磨损涂层研究。方法通过大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂工艺,制备CoCrAlYSi-hBN涂层,采用扫描电镜(SEM)研究涂层的形貌和微观组织,采用显微硬度计和拉伸试验机测试涂层的显微硬度和结合强度,采用SRV试验机探究涂层的摩擦磨损性能。结果APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层熔化更充分,显微组织均匀,具有更多高含量的hBN和孔隙;HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层显微组织具有明显的层状结构,涂层致密,hBN和孔隙含量少;APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度平均值为168.4HV_(0.3),结合强度平均值为44.6 MPa,远小于HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度(327.1HV0.3)和结合强度平均值(59.5 MPa)。相比HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层虽然有更低的摩擦系数(0.75),但涂层磨损更严重,涂层磨痕表面有明显的涂层剥落,HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层磨痕则出现更多的犁沟。结论HVOF喷涂工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层的综合性能优于APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,在摩擦过程中,两种工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层都会转移到对偶件上,从而减少对偶件的磨损,有作为叶片榫头抗微动磨损涂层的潜力。