[發(fā)明專利]一種用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611071948.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN108120650A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張佳平;王璐;高禩洋;張春剛;宋佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01N3/58
• 分類號(hào): G01N3/58;G01N3/56
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法，適用于熱噴涂可磨耗封嚴(yán)涂層刮削性能的測定。該方法的流程為：涂層制備→測量、稱重→安裝葉片試樣→零位標(biāo)定→設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)→進(jìn)行刮削試驗(yàn)→結(jié)果分析及評(píng)價(jià)。利用本發(fā)明研制成果，對(duì)三種中低溫段封嚴(yán)涂層：AHB(鋁/氮化硼)，Metco601(鋁硅聚苯脂)和Metco307(鎳石墨)涂層的材料與配副刮削的摩擦磨損行為進(jìn)行研究，制定了可磨耗封嚴(yán)涂層可刮削性能判據(jù)，確定了刮削力評(píng)價(jià)、磨痕表面形貌及其成份分析、磨痕截面形貌及其成份分析等3項(xiàng)定性準(zhǔn)則，以及葉片高度磨損比值、葉片涂層質(zhì)量磨損比、磨痕長度比和粘附比等4項(xiàng)定量準(zhǔn)則。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法，適用于熱噴涂可磨耗封嚴(yán)涂層刮削性能的測定。

背景技術(shù)

大推力、高效率、低油耗已成為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造的總體目標(biāo)，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、延長使用壽命和降低油耗，應(yīng)當(dāng)盡量減少轉(zhuǎn)子與靜子之間的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙，而氣路密封技術(shù)就是高性能發(fā)動(dòng)機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片與機(jī)匣之間氣路密封多采用可磨耗封嚴(yán)涂層技術(shù)，封嚴(yán)涂層具有易制造、投資少、成本低、安全可靠并且易翻修更換等優(yōu)點(diǎn)，是最為經(jīng)濟(jì)可靠和結(jié)構(gòu)合理的先進(jìn)制造技術(shù)。我國對(duì)氣路密封技術(shù)的應(yīng)用還處在初級(jí)階段，對(duì)于封嚴(yán)材料、封嚴(yán)涂層的設(shè)計(jì)、制備、應(yīng)用等多處于參考模仿階段，尤其是其對(duì)服役條件、運(yùn)行規(guī)律、使役性能、磨損機(jī)制的認(rèn)識(shí)相當(dāng)不足，正是由于封嚴(yán)涂層本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性(基體、第二相、孔隙相)、應(yīng)用環(huán)境的特殊性(高速、變載、高溫)和磨損機(jī)理的多樣性，它們的磨損行為研究和性能評(píng)價(jià)成為一大難點(diǎn)，至今尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法和有效的評(píng)價(jià)判據(jù)。

由于缺乏對(duì)封嚴(yán)涂層與對(duì)偶件匹配性(可刮削性、可磨耗性、相容性)的重要性認(rèn)識(shí)、缺乏能夠?qū)ν繉庸蜗餍阅苓M(jìn)行綜合表征的標(biāo)準(zhǔn)，這就造成在工程實(shí)踐中，氣路密封配副在發(fā)動(dòng)機(jī)服役過程中出現(xiàn)大量問題，引起封嚴(yán)效果失效。所以，迫切需要能夠模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工況的刮削式摩擦磨損綜合性能試驗(yàn)機(jī)來進(jìn)行封嚴(yán)涂層刮削性能測試，并建立封嚴(yán)涂層可刮削性能評(píng)價(jià)方法。綜合評(píng)價(jià)體系的建立將有助于對(duì)可磨耗封嚴(yán)涂層本征性能和使役性能的綜合認(rèn)識(shí)，對(duì)于發(fā)展高溫摩擦學(xué)、新型復(fù)合材料具有理論意義，對(duì)于提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)效率，促進(jìn)航空工業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法，可以做為航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路密封封嚴(yán)涂層體系及配副高速(葉尖線速度：最大可達(dá)450m/s)刮擦試驗(yàn)及刮削性能評(píng)價(jià)的指導(dǎo)依據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法，其流程為：涂層制備→測量、稱重→安裝葉片試樣→零位標(biāo)定→設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)→進(jìn)行刮削試驗(yàn)→結(jié)果分析及評(píng)價(jià)。

所述的用于封嚴(yán)涂層可刮削性能檢測及評(píng)價(jià)方法，試樣制備具體如下：

(1)涂層試樣的制備

1)涂層試樣尺寸

涂層試樣材料選擇實(shí)際工況中使用的基體材料，試樣尺寸為76×40×4mm，在其上噴涂厚度1.5mm～3.0mm的封嚴(yán)涂層；

2)涂層試樣表面狀態(tài)

涂層試樣表面狀態(tài)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響，這種影響通常與試樣表面粗糙度和污染物的引入有關(guān)；

涂層試樣表面狀態(tài)用平均粗糙度定量化，手工依次由粗到細(xì)的在各號(hào)砂紙上磨制，在各種試驗(yàn)條件下涂層試樣的平均表面粗糙度值Ra應(yīng)小于5μm，磨制后的涂層厚度不小于1.5mm；

涂層試樣表面應(yīng)盡量清潔、無污染物，將制備好的涂層試樣用潔凈的壓縮空氣吹除表面殘余的顆粒；

(2)模擬葉片試樣

1)模擬葉片試樣尺寸