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新型技术破解民航热喷涂涂层难题

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-15  来源:互联网  作者:建材网  浏览次数:508
核心提示:【中国建材网】热喷涂涂层是民用航空发动机封严间隙控制的重要手段和发展趋势,其高科技的特点和高可靠性的期望,为民航维修企业提出了严格的要求。    通过创新实践,Ameco以优良的涂层质量,树立了自身的维修品牌。    航空科技的发展和应用是

【中国建材网】热喷涂涂层是民用航空发动机封严间隙控制的重要手段和发展趋势,其高科技的特点和高可靠性的期望,为民航维修企业提出了严格的要求。
  
  通过创新实践,Ameco以优良的涂层质量,树立了自身的维修品牌。
  
  航空科技的发展和应用是航空业的热点话题,降低维修和运营成本日益成为航空公司关注的焦点。热喷涂涂层作为先进科技与航空应用的结合,在确保航空发动机可靠性和经济性方面功效卓著。Ameco以多年发动机大修经历为依托,在热喷涂维修方面具备相应技术实力和质量优势,尤其是在磨耗涂层维修方面积累了丰富的经验。
  
  技术攻关知难而进
  
  磨耗涂层是控制发动机转子通道间隙的热喷涂涂层,目的是在发动机运转过程中提供严格而稳定的转子通道间隙控制,提高发动机作功效率。因此,良好的磨耗涂层设计必须具备以下因素:在发动机高速运转条件下,保持持续稳定的可磨削性能和良好的耐冲击与耐腐蚀性能,并且必须保证航空器的安全和发动机转子的使用寿命。
  
  目前,波音757飞机选装的RB211-535E4发动机上的磨耗涂层应用十分广泛,其中RB211-535E4发动机高压压气机所采用的Metco320NS涂层尤为重要。Metco320NS是Sulzer-Metco公司研制的间隙控制磨耗涂层,具有优良的耐腐蚀和抗疲劳性能。由于RB211-535E4发动机高压压气机原有的Metco313NS涂层在使用过程中出现时效软化、热应力疲劳和电化学腐蚀等问题,造成叶尖间隙过大而导致的压气机裕度降低、起动困难和性能过早衰退等现象。为解决此类问题,罗罗公司于2001年发布服务通告SB72-C903,采用Metco320NS替代Metco313NS来提高发动机的安全性和经济性。
  
  Metco320NS涂层设计性能优良,但如何将其体现在实际涂层质量上,却成为RB211-535E4发动机维修工作的难题。从世界范围RB211-535E4机群实际使用经验来看,Mecto320NS涂层的裂纹和剥落为常发故障,严重时会导致发动机喘振。与RB211-535E4相关的MRO企业,包括罗罗公司在内,对此都极为关注,并通过持续的改进来寻找最佳涂层控制和解决方案。
  
  以提供优良的涂层质量为目的,Ameco发动机大修分部和实验室相关人员面对此种公认的技术难题知难而进,在涂层成分分析、工艺流程优化以及质量控制方面做了大量的工作。
  
  工艺流程有效优化
  
  Metco320NS是由铝硅、氮化硼和有机粘合剂构成的,有机粘合剂将氮化硼和铝硅黏合在一起,以防止氮化硼在热喷涂火焰中过多分解。有机粘合剂是一种粉末制造工艺,在实际涂层中残留的有机粘合剂不能增加涂层的结合力。铝硅是涂层的金属组分,具有保持涂层整体性和牢固性的作用。氮化硼为非金属填料,在保证涂层整体稳定性前提下提供涂层的可磨削性能。
  
  Ameco技术人员通过成分分析发现,喷涂粒子经热源加热撞击零件基体形成涂层后,减少了涂层中残余的有机粘合剂,保证铝硅组分和氮化硼组分按照合理比例匹配,这是获得理想涂层质量的重点,也为设定正确的热喷涂参数并保持其稳定性提出了很高的要求。
  
  热喷涂维修工作包括一系列施工工序:喷涂前表面制备(清洗、喷砂),试片检查(硬度试验和金相检查),喷涂参数监控(电流、电压、送粉率、喷涂距离、主气流量、次气流量等)和喷涂后检查。首先,确保设备良好状态是热喷涂工作的基础,这将直接影响热喷涂操作的正确性和稳定性。通过对热喷涂设备性能的掌握和与厂家的多次沟通,Ameco技术人员最终确定以监测热喷涂设备电压为检查手段,如设备电压低于正常值3V则表明热喷涂喷枪电极有磨损烧蚀迹象必须更换电极。其次,为确保以一致稳定的参数获得良好的涂层质量,改变以往的单个零件喷涂方式,将其变为批次喷涂(将每台RB211-535E4发动机的7个零件集中喷涂)。这减少了不同热喷涂工艺间的干扰问题,确保了设备的稳定性,提高了热喷涂操作的持续性和喷涂质量。

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