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[例59] 钛合金零件爆炸喷涂替代镀铬技术及应用

爆炸喷涂是在特殊设计的燃烧室里,将氧气和乙炔气按一定比例混合后引爆,加热熔融料粉,使颗粒高速撞击在零件表面形成涂层的方法。与超音速火焰喷涂相比,爆炸喷涂具有更高的焰流速度,形成的涂层更致密,韧性及耐磨性更优越。爆炸喷涂能通过改变爆炸频率来控制热输入,适用于加工热敏感性高的钛合金和涂层性能要求高的零件。

钛合金零件的表面处理一般采用镀铬工艺,但钛合金表面与铬层结合力低,层内有无法避免的网状微孔隙,可能导致工作液渗漏。航空装备的全寿命周期依托于规定翻修间隔期的多次维修,但钛合金零件镀铬次数不允许超过3次,超容限镀铬将大幅降低零件力学性能,导致装备过早报废。基于此,通过钛合金爆炸喷涂理论论证,以及摩擦磨损试验、结合力试验,摩擦因数检测比对、样件验证分析等,确定了爆炸喷涂涂层种类及工艺,零件耐磨损能力提高17倍以上,涂层与基材结合强度超过75 MPa。自工艺实施以来,消除了钛合金零件因镀铬微孔隙渗漏的故障,解决了超镀铬次数容限报废的问题。当装备使用800 h后,爆炸喷涂涂层表面相对于镀铬表面无任何磨损痕迹,装备可靠性和可维修性得到极大提高,节约资金超过1000余万元。

图 1 爆炸喷涂粉末微观形貌
图 2 爆炸喷涂层30 N载荷的干滑动摩擦因数
图 3 钛合金零件爆炸喷涂层形貌
图 4 钛合金零件镀铬与爆炸喷涂表面对比

国营芜湖机械厂 唐斌 李永彬 供稿

中国科协主管,中国机械工程学会主办。
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文章信息

[例59] 钛合金零件爆炸喷涂替代镀铬技术及应用
中国表面工程, 2019, 32(3): 封二-封二.

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