Page 32 - 理化检验-物理分册2024年第五期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202405005

新型航空发动机用 Ni-cBN 主动切削涂层性能

王 帅 1 , 2 , 3 , 郭 睿 1 , 2 , 3 , 黄凌峰 1 , 2 , 3 , 刘建明 1 , 2 , 3

( 1. 矿冶科技集团有限公司, 北京 100160 ; 2. 北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心, 北京 102206 ;

3. 特种涂层材料与技术北京市重点实验室, 北京 102206 )
摘 要: 采用复合电沉积技术在篦齿表面制备镍 - 立方氮化硼( Ni-cBN ) 主动切削涂层, 并在
FGH95镍基高温合金基体上制备 Ni-cBN 涂层, 分析了涂层的显微组织、 结合强度、 热震性能, 并

研究了涂层对基体力学性能的影响。结果表明: 涂层与基体结合紧密, 磨料分布较为均匀, Ni-cBN

涂层结合强度大于160MPa ; 在 600 ℃ 下热震 1200 次, 涂层未发生损坏, 涂层与基体结合性能
良好。

关键词: 复合电沉积; Ni-cBN 涂层; 篦齿封严; 显微组织; 结合强度; 抗热震性能

中图分类号: TB31 ; U177.2 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 05-0020-04

PerformanceofNi-cBNactivecuttin g coatin g fornewaviationen g ines

WANGShuai , GUORui , HUANGLin g fen g 1 , 2 , 3 , LIUJianmin g 1 , 2 , 3
1 , 2 , 3
1 , 2 , 3

( 1.GeneralResearchInstituteofMinin g andMetallur gyTechnolo gyGrou pCo. , Ltd. , Bei j in g 100160 , China ;

2.Bei j in gEn g inee rin gTechnolo gyResearchCenterofSurfaceStren g thenin g andRe p airin g ofIndustr yParts ,

Bei j in g 102206 , China ;

3.Bei j in gKe yLaborator y ofS p ecialCoatin gMaterialandTechnolo gy , Bei j in g 102206 , China )

Abstract : Com p ositeelectrode p ositiontechnolo gywasusedtop re p arenickel-cubicboronnitride ( Ni-cBN )

activecuttin g coatin g sonthesurfaceof g rateteeth , andNi-cBNcoatin g swerep re p aredonFGH95nickelbased

hi g h-tem p eratureallo y matrix.The microstructure , bondin gstren g thandthermalshock p erformanceofthe

coatin g swereanal y zed , andtheinfluenceofthecoatin g sonthemechanical p ro p ertiesofthematrixwasstudied.

Theresultsshowthatthecoatin gwasti g htl ybondedtothesubstrate , theabrasivedistributionwasrelativel y

uniform , andthebondin gstren g thofNi-cBNcoatin gwasg reaterthan160 MPa.After1200thermalshocksat

600℃ , thecoatin gwasnotdama g edandthebondin gp erformancebetweenthecoatin g andthesubstratewas g ood.

Ke y words : com p ositeelectrode p osition ; Ni-cBNcoatin g ; lab y rinth g asseal ; microstructure ; bondstren g th ;

thermalshockresistance
提高发动机效率是航空领域研究的重点, 气流 生重大损伤或磨损时, 带有可磨耗材料的衬套可以
泄漏会降低发动机的效率, 因此减少泄漏对于航空 使篦齿鳍片发生摩擦, 同时保持有效的密封界面。
发动机的发展具有重要意义。通常在旋转部件和静 采用控制密封结构间隙来降低气体泄漏的方法经
止部件之间设计密封系统以避免气流发生泄漏。其 济、 有效 [ 1 ] 。为了防止转子与静子金属对磨产生过
中一种密封系统称为篦齿密封, 由旋转部件上的篦 高的温度, 一般将篦齿顶端加工成薄带结构。在篦
齿和静止部件上的衬套组成。在不对称旋转部件发 齿顶端等关键部位制备防护涂层, 以避免最开始转
动时的切入以及瞬态极端操作时产生的对磨对发动
机造成损坏, 并减小零件的磨损程度。制备防护涂
收稿日期: 2023-09-18
基金项目: 国家重点研发计划项目( 2023YFB3408200 ) 层可以延长篦齿的使用寿命、 降低其维护成本 [ 2 ] 。
作者简介: 王 帅( 1993- ), 女, 硕士, 工程师, 主要从事材料表面 通常采用表面处理法制备金属表面耐磨防护涂

层, 表面处理法包括物理气相沉积( PVD ) 、 化学
腐蚀与防护的研究工作, wan g shuai@b g rimm.com [ 3 ]
通信作者: 刘建明, liu _ j m@b g rimm.com
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