超音速火焰噴塗碳化鎢塗層

航空發動機壓氣機的前、後機匣分別採用鐵基和鎳基合金製作,在使用過程中,前後機匣的對接處處于振動狀態,並容易發生衝擊磨損,原有的耐磨塗層由於硬度較低、韌性較差,在磨損一段時間後發生損壞,使前後機匣的壽命縮短。因此,製備一種高耐磨性能的塗層,解決航空設備的磨損,延長航空設備的使用壽命是目前急需解決的問題。

在工業中,碳化鎢是兼具耐高溫與耐磨的理想塗層材料,在器件上噴塗耐磨保護塗層可以大大提升其性能和使用壽命,製備塗層可選擇的技術手段多種多樣,包括堆焊、熱噴塗、鐳射熔覆等,對於鐵鎳基合金,採用最多的是熱噴塗法。例如在鎳基鍛造合金表面碳化鎢塗層,可採用超音速火焰噴塗,其過程如下:

超音速火焰噴塗碳化鎢塗層圖片

1、將碳化鎢塗層粉末平鋪烘乾,平鋪厚度10~30mm,烘乾溫度為90~110℃,烘乾時間至少2h。

2、將鐵基或鎳基鍛造合金表面用有機溶劑清洗乾淨,然後採用吹砂方法去除氧化皮等雜質。所述的有機溶劑為乙醇或丙酮。

3、將鐵基或鎳基鍛造合金固定,採用超音速火焰噴塗設備,將上述碳化鎢塗層粉末噴塗到鐵基或鎳基鍛造合金表面,噴塗的工藝參數為:噴塗距離360~390mm,送粉速率 65~80g/min,送粉氣體壓力3.5~4.0bar,獲得耐磨塗層。

4、清理鐵基或鎳基鍛造合金表面。

上述的碳化鎢塗層粉末成分按重量百分比為Co 15~19%,C 4.5~6%,Fe 0~2.5%,餘量為W。

獲得的耐磨塗層厚度為0.20~0.35mm,塗層的組織特徵為,碳化物在鈷基體內均勻分佈, 介面污染小於10%,塗層中氧化物含量≤1%,孔隙率≤0.5%,未熔顆粒占40~65%;塗層的拉伸強度至少為69MPa,R15N宏觀硬度至少85,HV0.3顯微硬度為950~1300,塗覆的塗層經過測試,發動機壓氣機的前、後機匣壽命從原來的200h提高到1000h。

採用超音速火焰噴塗法噴塗碳化鎢耐磨塗層,其工藝可靠,適合批量生產,不僅能用於航空發動機壓氣機前、後機匣對接磨損處耐磨塗層的塗覆,而且可以應用於各種類型的地面燃氣機輪以及能源、電力、印刷等行業的易磨損部件的塗層塗覆,可以有效延長部件的使用壽命,具有廣泛的應用前景。

 

 

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