(1)成果简介
矿冶集团北矿新材针对国内航空发动机、燃气轮机篦齿的防护需要,利用复合电沉积技术,开发出应用于篦齿齿尖的含硬质相颗粒的新型高温耐磨封严涂层。该涂层镀覆精度高、结构轻薄均匀,具有良好的热稳定性与对磨切削性,可有效抑制齿尖与静子端的高温对磨失效行为,解决了以往发动机篦齿齿尖在高温、高速接触载荷条件下易发生熔融磨损与过热裂纹的问题,产品性能达到了国外同类产品的先进水平,填补了国内研究空白,为提高转子篦齿零件可靠性提供了重要支撑和保障。
(2)主要性能指标及适用条件范围
采用复合电沉积工艺制备的涂层对基体金属组织和力学性能无不利影响,具有高结合力(≥150MPa)、良好热稳定性(600℃风冷循环1200次涂层完好不脱落)和优异对磨切削性(600℃与GH3536蜂窝高温高速切削后涂层完好、对磨瞬时温度下降80%)等多种性能,可实现篦齿齿尖高温抗熔融抗裂纹双重防护。新型高温耐磨封严涂层可在钛合金、高温合金等基材上进行制备,适用于航空发动机及燃气轮机篦齿、压气机叶片等零件。
(3)成果应用情况
该成果已在某型号航空发动机上装机运行约2000个循环,累计运行时长约400h,涂层完好,未出现涂层不耐磨损、涂层脱落、篦齿损伤等问题,满足用户单位要求。
(4)成果展示
图1 涂层外观形貌图
图2 涂层微观组织形貌图
(a)宏观形貌 (b)局部放大形貌
图3 带新型高温耐磨封严涂层的篦齿试验件600℃热震1200次后形貌图
无涂层篦齿试验件与金属蜂窝
(a)对磨后宏观形貌 (c)对磨后蜂窝形貌 (e)对磨后篦齿形貌
带涂层篦齿试验件与金属蜂窝
(b)对磨后宏观形貌 (d)对磨后蜂窝形貌 (f)对磨后篦齿形貌
图4 不同状态下的篦齿试验件与金属蜂窝600℃后高速对磨后的形貌图