HVOF技术在民用航空器中的应用.pdf

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1、发动机维修专辑SpecialforENGINEMRO*HVOF技术在民用航空器中的应用TheApplicationofHVOFTechnologyinCommercialAircraft■王志平程涛涛丁坤英/中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室　　介绍了表面技术在民用航空器零部件生产和维修中的重要性，并比较了电镀硬铬、爆炸喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂（HVOF）等四种主要表面强化技术的特点，对HVOF技术在国外民用航空器中的应用以及在我国民航航空器生产和维修领域的应用现状进行了全面介绍。民用航空器发生故障往往是因为某民用航空器中主要表面强化技术时，由于过热

2、易造成基体热损伤。基体的个零部件的失效而造成的，而零部件失效的发展历程热损伤不但会造成巨大的经济损失，而且往往是由于局部表面发生损伤造成的，因为了对民用航空器相关零部件表面还会给飞机带来严重的安全隐患。此零部件的表面防护质量与民用航空器进行表面强化，从而提高其表面的耐磨性3)电镀所带来的氢脆一直是威胁飞的安全性和寿命息息相关。随着科学技术能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能，国内外民机起落架安全的严重隐患。由于氢脆引起的发展，对民用航空器中零部件表面的性用航空器制造单位或维修厂主要采用的的突发性脆性断裂是毫无征兆、无法检测能要求越来越高，即要求其能在高速、高表面强化技术经历了以下两

3、个阶段。第一和预期的灾难，所以如何彻底消除氢脆是温、高压、重载以及腐蚀介质工况下可靠阶段主要为电镀硬铬技术、爆炸喷涂技术飞机起落架制造和维修业一直悬而未决而持续地工作，这就需要对民用航空器的和等离子喷涂技术的逐步应用阶段；第二的难题。各种零部件进行适合其各自工作环境和阶段为超音速火焰喷涂技术替代（或部分4)电镀硬铬镀层的硬度一般为性能要求的表面防护。替代）上述三种技术的应用阶段。HV800～900，远不及一些陶瓷和金属陶目前，在民用航空器中常用的表面1.电镀硬铬技术瓷材料的硬度高和耐磨性好。而且硬铬层技术有电镀、电刷度及化学镀技术，热喷电镀硬铬是一种传统的表面强化技的硬度

4、在温度升高时会因其内应力的释涂技术（氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂、等离术，已经应用长达近百年。由于电镀硬铬放而迅速降低。其工作温度低于427℃，因子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂等），层硬度高、耐磨、耐蚀，并能长期保持表面此难以适应现代机械高温高速下的工作表面粘接技术，飞机涂装技术，表面堆焊光亮，而且工艺相对简单，直接生产成本要求。技术，熔结技术（低真空熔结、激光熔敷较低，所以长期以来该工艺被广泛用于提5)镀层内存在微裂纹，不可避免地等），物理与化学气相沉积技术（真空蒸高民用航空器零部件表面耐磨、耐蚀和抗会产生穿透性裂纹，导致腐蚀介质从表面镀、离子溅射、离子镀等），以及化学热

5、处疲劳性能，并应用于飞机起落架和发动机渗透至界面而腐蚀基体，造成镀层表面出理技术、激光相变硬化技术、激光非晶化零部件的制造与维修中。其中较典型的航现锈斑甚至剥落。技术、激光合金化技术、电子束相变硬化空部件有：飞机起落架作动筒、轴、轴瓦、6)电镀工艺沉积速度慢（约25μm/h），技术、离子注入技术等。支座及销子，液压驱动器杆，发动机轴以不利于厚镀层的应用。以上表面技术的实施，将使得民用及齿轮箱轴等。7)电镀硬铬过程中产生的酸雾和废航空器零部件获得各种改性后的表面，以由于电镀工艺自身的缺陷，电镀硬水中含有大量可致癌的六价铬，非常不利适应民用航空器中不同的工作环境和性铬技术存在

6、着难以克服并限制其继续长于环保。为此各个国家对电镀硬铬所排放能要求。本文将重点介绍超音速火焰喷涂期应用的很多不足之处。的六价铬的限制越来越严格，如美国将把3技术（HVOF）在民用航空器零部件表面强1)结合强度较低，在高负荷条件下现行的六价铬的空气排放标准从0.1mg/m3化中的应用及其改性目标。涂层有脱落倾向。降至0.005～0.0005mg/m。因此，电镀硬2)在机械研磨加工和高负荷工作铬的成本将越来越高，产量也会逐步受到限制。*中央高校基本科研业务费中国民航大学理学专项（3122016L013）2.爆炸喷涂技术航空维修与工程2016/534AVIATIONMAINTE

7、NANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cn1955年，美国联合碳化物公司（Unition绝缘套音速喷涂燃流，以便将通过送粉气送进燃后枪体Carbide）林德分公司研制出爆炸喷涂（D－流的粉末加速到超音速，从而高速撞击在钨极Gun）装置，并为该装置申请了专利，且从未基体表面上沉积形成涂层。转让过。爆炸喷涂原理如图1所示。其喷涂涂层前枪体由于火焰温度低，速度高(约1500m/过程为：首先将一定比例的氧气和乙炔送工件送粉管进气管s)，在喷涂金属陶瓷材料过程中能有效地工作气水电接头到枪体中的燃烧室；