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等离子喷涂技术工艺特点

 

    等离子喷涂技术属于表面工程中热喷涂技术之一,其主要特征是以等离子焰流为喷涂热源。由于等离子焰流具有温度高、能量集中和喷涂气氛可控等特点,是各种难熔材料的良好热源,而且粉末材料在焰流中的飞行速度很高,所以为获得结合良好、结构致密的喷涂涂层提供了条件。 
    一、等离子喷涂的工艺特点
  (1)基体受热小、零件不变形,不改变热处理状态。
  (2)能够喷涂的材料广泛,涂层种类多。
  (3)工艺稳定,涂层质量高。
  二、等离子喷涂技术的应用
  随着航空发动机向高性能、高翻修寿命、高可靠性、低耗油率和低成本的方向发展,热喷涂技术也得到了迅速发展。一台新型发动机有上千个零部件的3000多处表面需要采用热喷涂技术涂层,由此可见,热喷涂技术已被广泛地应用于航空工_业。其中,由于等离子喷涂具有成本低、效率高、操作简单、涂层质量好以及适合规模化大批量生产等诸多优点,已经占到航空发动机所有喷涂零件的80%以上。
航空发动机的热喷涂涂层主要包括耐磨涂层、热障涂层、封严涂层和高温防护涂层。
 1.耐磨涂层
  由于航空发动机零件的工作条件很恶劣(高温、高转速、振动及高负荷),又受到粘附、磨粒、腐蚀和疲劳等几种类型的磨损,使发动机的性能和使用寿命受到影响。 

 2.封严涂层
航空燃气涡轮发动机都有比较完整的气路封严系统。系统由介于轴、鼓简、转动叶片叶尖、压气机和涡轮等各级之间的40~60处封严装置组成,封严装置的好坏直接影响发动机的功率、推力和效率。如涡轮外环(即叶尖径向间隙)的封业,按设计要求,叶尖间隙与叶片长度的比值每增加1%,涡轮效率损失就增加1%~3%。可见,气路封严是提高效率和性能的重要途径之一。为此,在设计上常采用可磨耗封严涂层来达到气路封严的目的。
  热喷涂封严涂层分为两大类,即主动磨削涂层和可磨耗涂层(被动)。
  (1)主动磨削涂层(磨料)一般是坚硬的抗磨损灰色氧化铝涂层,喷涂在封严篦齿上。随着转子的高速旋转,像砂轮一样磨削与其对应的金属蜂窝密封团,并尽量使本身不受磨损。这就要求涂层结合强度高,硬度高,隔热性能好。
  (2)可磨耗涂层要求涂层软而易磨,并具有润渭“性能、抗冲击性能、抗热振性能,以及与基体有良好的结合性能
    总之,伴随着等离子喷涂技术及相关配套系统的进一步发展,等离子喷涂技术将在航空发动机涂层产品中得到更广泛的应用。

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