NiCrAlYSi-h-BN高溫封嚴(yán)涂層的制備及性能研究.pdf

1、隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能不斷地提高,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的各方面性能提出了更高要求?？赡ズ姆鈬?yán)涂層作為提高發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能的重要組成部分，一直是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究領(lǐng)域的重要研究方向之一。
　　本文針對(duì)封嚴(yán)涂層不斷提高的工作溫度需求和進(jìn)一步系統(tǒng)了解封嚴(yán)涂層摩擦磨損和氧化過(guò)程，采用大氣等離子噴涂系統(tǒng)制備了九組不同配比的NiCrAlYSi基高溫可磨耗封嚴(yán)涂層。應(yīng)用CSM摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、CM1612BL型高溫?zé)嵫h(huán)爐、SEM、EDS等設(shè)備和技術(shù)，測(cè)試和分析了

2、涂層的力學(xué)、摩擦磨損、高溫氧化等性能,主要研究結(jié)果如下：
　?。?）NiCrAlYSi/h-BN/聚苯酯封嚴(yán)涂層組織比較均勻,結(jié)合強(qiáng)度都在15MPa以上，涂層與基體結(jié)合狀態(tài)良好。當(dāng)h-BN含量從2％增加到8％，涂層的結(jié)合強(qiáng)度降低了30％～38％。聚苯酯含量從6％增加到13％，涂層的硬度值降低了13～15.8（HR45Y），孔隙率增大約6％～15％，結(jié)合強(qiáng)度下降17％～39％。
　?。?）NiCrAlYSi/h-BN/聚苯酯封

3、嚴(yán)涂層與DD6單晶合金球室溫下的平均摩擦系數(shù)大于800℃下的平均摩擦系數(shù),例如9號(hào)試樣室溫平均摩擦系數(shù)為0.897，高溫下為0.425；涂層室溫磨損機(jī)理為涂抹、磨粒磨損和輕微氧化，高溫磨損機(jī)理為切削、塑性變形、氧化和粘著磨損。
　?。?）封嚴(yán)涂層金屬基相軟化、h-BN的潤(rùn)滑作用和高溫下生成具有自潤(rùn)滑性的氧化物是封嚴(yán)涂層在高溫下摩擦系數(shù)較低的主要原因。h-BN和聚苯酯摻量的增加都能有效降低涂層的磨損，減少對(duì)偶件的磨損，并且封嚴(yán)涂層在

4、高溫下具有更好的可磨耗性能。
　?。?）隨著1100℃恒溫氧化的進(jìn)行，NiCrAlYSi/h-BN/聚苯酯可磨耗封嚴(yán)涂層表面不穩(wěn)定的NiO、尖晶石相逐漸剝落或被取代，形成以內(nèi)層Cr2O3+外層NiCr2O4，并且富集Y、Si元素的比較致密、連續(xù)的氧化膜。涂層內(nèi)部孔隙與涂層表面的氧化過(guò)程中不同，孔隙周?chē)纬闪送鈱覥r2O3+內(nèi)層（Cr，Al）2O3的雙層結(jié)構(gòu)氧化膜，等離子噴涂過(guò)程中金屬基相區(qū)域形成的氧化鋁細(xì)脈逐漸生長(zhǎng)成（Cr，Al）