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碳化钨喷涂

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碳化钨喷涂技术先进还是落后呢?

更新时间  2018-07-19 15:20:03 阅读

在过去几天的一篇文章中,一些网民认为钨是一种已从航空发动机中消除的材料,但小编仍然固执地认为钨的物理和化学性质使其成为航空航天中不可或缺的材料,尤其是钨的使用在发动机增强涂层方面是众所周知的。在这个小长假期间,小编咨询了图书馆更相关的资料并做了笔记。今天,我们将介绍一种应用于航空航天工业的碳化钨喷涂工艺,这两天的精加工。门是不可避免的斧头,欢迎讨论。


碳化钨材料具有高硬度、耐磨性、耐高温、耐腐蚀性,广泛应用于航空航天、石油、冶金、机械等领域。在一般的工业应用中,我们称之为硬质合金涂层,通常以碳化钨/钴为原料,在镍或铁基材料表面进行超音速喷涂,形成保护层,从而可以增加其耐磨性。基质。使用寿命。原则上,这种类型的工艺的实施成本并不便宜,但与整个部件的损坏和整体更换成本相比节省的金额相当可观。在航空航天发动机研究和开发领域,表面增强涂层是最引人注目的技术之一。碳化钨是用于加强飞机部件涂层的重要基础材料。

碳化钨喷涂

随着高新技术的迅速发展,航空工业不断提出各种材料性能要求。金属陶瓷?实际上,航空提到的大多数金属陶瓷都是复合材料,而工艺部件是未知的。然而,它们中的大多数都添加了钨成分,例如负热膨胀材料锆钨酸盐、钨铝陶瓷,这些都有优点和缺点。不同,当然不是无所不能。回到我们的主题,现有的涂层工艺包括超音速火焰喷涂碳化钨、硬铬电镀、物理气相沉积碳化钨和爆炸喷涂碳化钨。尽管这些应用在某些领域取得了成功,但它们也有其局限性。


在欧洲和美国最知名的航空航天制造商中,他们通常使用一种称为低温化学气相沉积(CVD)的技术,这是一种沉积碳化钨喷涂的工艺,并且被认为是实用的。技术上和商业上可行的解决方案显着延长飞机部件的寿命,通常用于第三代战斗机的喷气发动机,如台风、F16。使用CVD涂层技术的原因在于,在一般的硬质合金喷涂技术中,需要钴和钴作为碳化钨材料的粘结相,这可以改善材料的致密性,但是钴被减少,耐磨和耐腐蚀。 CVD涂层技术可以在没有钴的情况下使用。它属于纳米结构的钨/碳化钨喷涂系列,其由低压气体介质的原子结晶形成。它是内表面上的无孔涂层和飞机部件的复杂形状,通过构建致密的钨和碳化钨部件的保护层,特别是对于不能使用喷涂技术的设计和复合物。几何。典型的CVD涂层应用包括车载燃油计量阀、推力推杆、销,衬套,轴承,挂钩,卡子,起落架,襟翼导轨和板条,套筒,杆,阀门,气动活塞和气缸。


与硬铬电镀相比,CVD碳化钨喷涂技术可直接转换为最小的预涂部件设计变化,厚度(50μm至100μm)和硬度(800HV至1,200HV),上限超过电镀的最大硬度方法。这也是因为分散的碳化钨纳米颗粒赋予材料更高的硬度,并且可以将硬度控制并调节到800维氏硬度和1600维氏硬度的典型范围,这适用于不同的涂层类型。 CVD涂层通常以50μm的厚度施加,结合高硬度和增强的韧性和延展性,改善的耐磨性和耐腐蚀性,并且耐受冲击和部件变形。


欧洲和美国的工程师使用高频往复试验台来测试CVD碳化物涂层的耐磨性。使用镀硬铬的不锈钢板和CVD涂覆的钢板进行比较。镀硬铬的不锈钢板迅速达到临界1.0摩擦系数和65N负载,严重磨损且无法测试。具有CVD涂层的样品具有约0.2的干摩擦系数。即使在试验台的最大载荷下也没有观察到磨损。测试结果表明,CVD材料硬度比硬铬电镀涂层高13倍。以同样的方式,它是超音速火焰喷涂性能的约3倍。而且,低温化学气相沉积碳化钨喷涂技术可以消除使用对酸敏感的钴。因此,CVD碳化钨喷涂可抵抗更具侵蚀性的化学物质,并起到腐蚀屏障的作用。由于沉积机制,低温化学气相沉积碳化钨喷涂具有低孔隙率并且不需要密封。钨和碳化钨具有高耐化学性。在采用硬铬电镀方法、超音速火焰喷涂方法的对比试验中,对涂有硬铬电镀的低碳钢板、进行超音速火焰喷涂和CVD涂层,进行了480小时的中性盐雾试验,镀硬铬。样品严重腐蚀,因此在288小时后从试验中除去。超音速火焰喷涂涂层样品表现出严重的锈蚀,涂层发泡,CVD样品仅显示轻微污染。


CVD碳化钨喷涂的另一个优点是它们对于密封件,轴承和其他对置体部件没有磨损质量。均匀的纳米结构使涂层均匀磨损,并保持甚至改善表面光洁度 - 即使在磨蚀性或腐蚀性环境中也是如此。对于液压执行器,旋转轴和轴承,涂层保持良好的表面,减少弹性体和PTFE密封件的磨损,防止漏油,并有助于减少飞机执行器和传动部件的维护要求。


总之,碳化钨喷涂技术在航空航天工业应用中非常普遍,无论是客机还是战斗机,它都能有效解决航空设备的磨损,延长航空设备的使用寿命。

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