热喷涂铜铝聚苯酯封严涂层制备和性能研究

本文以铜铝合金粉和聚苯酯为原材料,添加粘结剂,采用机械团聚复合工艺制备铜铝聚苯酯复合粉末;采用大气等离子喷涂工艺制备的铜铝聚苯酯封严涂层组织均匀,聚苯酯和孔隙占比45.3%,涂层硬度为56.3 HR15Y、结合强度≥6.9MPa、650℃下抗热震性能良好,涂层在96小时室温中性盐雾试验外观评级达到4级,可满足航空发动机对气路间隙控制封严涂层的要求。

铜铝聚苯酯封严涂层耐蚀性能和可磨耗性能研究

采用等离子喷涂工艺制备了铜铝聚苯酯封严涂层,完成了96 h中性盐雾试验、72 h酸性大气试验、24 d周期浸润试验以及450℃、线速度300 m/s、进给速率5~480μm/s的高温高速可磨耗试验,研究了涂层的耐蚀性能和可磨耗性能。结果表明:铜铝聚苯酯封严涂层在72h酸性大气腐蚀后,涂层表面光滑平整,未观察到腐蚀产物和点蚀坑;24 d周期的浸润腐蚀后,涂层颜色未发生明显改变,涂层表面结构完整,未观察到腐蚀产物和点蚀坑;96 h中性盐雾腐蚀后,涂层表面未观察到腐蚀坑,但涂层表面出现大片褐色斑块;不同进给速率下,叶片进给深度比IDR值不大于9.79%;检测及分析结果表明,涂层拥有优异的耐腐蚀性能和可磨耗性能。

铜铝聚苯酯涂层性能研究

采用大气等离子喷涂技术制备了铜铝聚苯酯(CuAl/PHB)涂层,对涂层进行了组织、硬度、结合强度、高温抗氧化、抗热震、高温硬度以及微动磨损和可磨耗性能测试和分析研究。结果表明,CuAl/PHB涂层孔隙和聚苯酯占比为17.5%,硬度平均值90.4 HR15Y,结合强度≥25.4 MPa,在620℃下涂层具备良好的高温抗氧化性能,700℃下水淬抗热震性能达到135次,在450℃~700℃温度范围内涂层高温硬度由HR15Y 76.6降低到66.8。在高载荷100 N、高频率100 Hz,高温700℃条件下的微动磨损结果表明,涂层在620℃下摩擦系数小于0.5,具有良好且稳定的耐微动磨损特性;涂层在400℃~600℃模拟工况条件下具有良好的可磨耗性,叶片进给磨损比IDR值小于14.02%,且随温度增加可磨耗性提高;制备的铜铝聚苯酯涂层可实现耐微动磨损和可磨耗的良好结合。

铜铝聚苯酯涂层的制备及高温耐磨性能研究

采用团聚复合工艺制备铜铝聚苯酯复合粉末,采用大气等离子喷涂工艺制备铜铝聚苯酯涂层,并对涂层开展了600℃下长达1000 h的等温氧化试验,表征了涂层的相结构、微观组织、孔隙率、高温硬度及摩擦磨损性能。结果表明,喷涂态涂层中聚苯酯及孔隙分布均匀;涂层的相组成主要是α相和β’相,涂层表现出优异的抗氧化性能;孔隙率越高,硬度越低。磨损2 min基本达到稳定磨损阶段,氧化5 h~100 h涂层的摩擦系数在0.8~1.1,体积磨损率在0.00116~0.00199 mm^(3)·N^(-1)·m^(-1);氧化500 h和1000 h涂层的摩擦系数分别为1.0和0.7,体积磨损率分别为8.42×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)和7.78×10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),长时间氧化形成的氧化膜起到了减磨润滑作用。氧化5~100 h涂层的磨损机制是磨粒磨损和疲劳磨损;氧化500 h、1000 h涂层的磨损机制是磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损。

铜铝/聚苯酯涂层500~700℃的长时氧化行为研究

铜铝/聚苯酯(CuAl/PHB)涂层是一种用于发动机气路封严的可磨耗涂层。以铜铝合金与铜铝/聚苯酯涂层为研究对象,采用试验与基于密度泛函理论的第一性原理计算相结合的方法,研究了不同Al元素含量、不同氧化温度和不同氧化时间对铜铝/聚苯酯涂层的影响,并表征不同温度下最高氧化时间达1000h的氧化产物,系统研究了合金与涂层的抗氧化性。结果表明,Cu7Al/PHB可磨耗封严涂层在620℃工况温度下可以达到抗氧化级(HB 5258-2000标准),但当温度达到650℃后抗氧化性已存在不足,建议应用于620℃以下的服役工况。