等离子喷涂技术在发动机生产中的应用 -

EJ-200 Eurofighter Typhoon
2012-5-22
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热障涂层
热障涂层（TBCs Thermal Barrier Coatings）是由导热性较差的陶瓷氧化物 面层和起粘结作用的底层组成的防热系统。 TBCs可以明显降低基材温度、硬度高、化 学稳定性好，具有防止高温腐蚀、延长热 端部件使用寿命、提高发动机功率和减少 燃油消耗等优点。
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2012-5-22
热喷涂
如美国Metco公司研制的7MB喷枪的焰流速 度高达3050m／s，载气所携的粉末粒子的 最高速度高达610m／s，因此涂层与基体 的结合强度很好。 公司网址： http://www.americantorchtip.com/inde x.cfm
2012-5-22
2012-5-22
表面处理技术在航空 发动机中的应用
航空发动机
航空发动机（aero-engine），是为航空器提供推动力或支持 力的装置，是航空器的心脏。 自从飞机问世以来的几十年中，发动机得到了迅速的发展，从 早期的低速飞机上使用的活塞式发动机，到可以推动飞机以超 音速飞行的喷气式发动机，航空发动机已经形成了一个种类繁 多，用途各不相同的大家族。 从发展历程来说，航空发动机经历了两个显著的发展时期， 即：活塞式发动机时期和燃气涡轮发动机时期。
2012-5-22
General Electric CF6
The General Electric CF6 is a family of high-bypass turbofan engines produced by GE Aviation. A development of the first high-power high-bypass jet engine available, the TF39, the CF6 powers a wide variety of civilian airliners
航空发动机
航空发动机的材料 使用几乎覆盖了各 种金属、非金属的 最高级状态，是最 尖端的钛合金、高 温合金的最大用武 之地。
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2012-5-22
R-2800——普·惠公司生产 的双排"双黄蜂
航空发动机发展趋势
推重比 15 ～ 20 一级的航空发动机要求 材料具有耐高温、高强度、高韧性等特性。 高性能发动机拟采用很多种类的新材料和 新材料构件，尤其是金属基复合材料、陶 瓷基复合材料、碳 / 碳复合材料是当前 高温复合材料领域开发和应用研究的热点。
http://www.ge.com/
2012-5-22
2012-5-22
General Electric CF6
The General Electric
CF6 is a family of high-bypass turbofan engines produced by GE Aviation. A development of the first high-power highbypass jet engine available, the TF39, the CF6 powers a wide variety of civilian airliners.
航空发动机发展趋势
当今航空发动机的主要发展方向是提高发 动机涡轮前进口温度、增加推重比和提升 涡轮发动机部件在包括腐蚀和氧化等严酷 服役环境下的热效率。随着涡轮前进口温 度、推重比和热效率的提高，发动机热端 部件所经受的燃气温度和燃气压力不断提 高。
2012-5-22
航空发动机发展趋势
众所周知, 航空发动机高压涡轮叶片工况 十分恶劣, 不仅受到高温、高速燃气流的 冲刷, 还要承受巨大的离心力。实践证明, 燃气对叶片材料产生的高温氧化腐蚀将是 引起叶片损伤的主要破坏形式之一，为提 高涡轮叶片的寿命, 增强防高温氧化腐蚀 能力, 需要在涡轮叶片表面涂覆一层保护 涂层, 使叶片本体免于受到燃气侵蚀。
2012-5-22
航空发动机
燃气涡轮机主要由压缩机（compressor）、燃烧室 （combustion chamber）、涡轮（turbine）等部分构成。新 鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压缩机加压成高压气 体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成 为高温高压气体，然后进入涡轮段推动涡轮，将热能转换成机 械能输出，最后的废气由排气管排出。
2012-5-22
HVAF喷涂
HVAF喷涂的工作过程类似于航空发动机，压 缩空气和煤油在燃烧室混合、(火花塞)点火 烧，然后从喷管高速喷出，而粉末通过保护 气体(如氮气)送人焰流中并在其中熔化或半 熔化并获得速，最后从枪筒喷出，冲击待喷 涂的基体表面形成密的涂层。 由于HVAF喷涂中高速火焰的温度较低，氧含 量低，与其他工艺相比，喷涂材料不易分解， 得到的涂层呈现极少的氧化物和化学反应。
2012-5-22
热喷涂技术在航空发动机上的应用
英国RR公司的斯贝(SPEY)发动机上有200多 种零部件采用了热喷涂涂层；RB211发动机 燃烧室衬套采用镍铬铝及氧化镁／氧化锆热 障涂层后，二次大修间的使用寿命1000h提 高到4000～5000h。
2012-5-22
热喷涂技术在航空发动机上的应用
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2012-5-22
航空发动机
涡轮风扇发动机是在涡轮喷气发动机的的基础上增 加了几级涡轮，并由这些涡轮带动一排或几排风扇， 风扇后的气流分为两部分，一部分进入压气机（内 涵道），另一部分则不经过燃烧，直接排到空气中 （外涵道）。内外涵道的协同作用可以很好的解决 热效率和推进效率之间的矛盾。
2012-5-22
以麦道航空的道格 拉斯Douglas DC-8 发动机为例。需要 进行喷涂喷涂的部 位为。
2012-5-22
热喷涂技术在航空发动机上的应用
2012-5Biblioteka Baidu22
几种有前途的新技术
HVAF喷涂HVAF(Hypersonic Velocity Air Fuel——高超声速空气燃料)喷涂技术是 一种新型高速火焰喷涂工艺。 优势在于：采用取之不尽的空气作氧化剂， 因而更经济；任何地域均可使用，不受氧 气源的限制。
航空发动机涂层保护种类
磁控溅射镀膜：溅射速率高、被镀工 件温升低、膜层附着力好。
离子镀：离子镀的涂层与基体结合牢固， 镀层均匀且致密，可镀材料广泛（合金， 活泼金属等），涂覆层基本上不影响零件 原有的表面粗糙度和机械性能。
2012-5-22
热喷涂技术在航空发动机中的应用
按热源及材料分类
用某种方式将涂层材料(粉末或丝材)熔化或半熔化，并以较高速度的燃流携带加速、喷射并牢固粘结在 冷态的经过预处理的基体表面，形成所需性质连续的致密涂层
2012-5-22
热障涂层
1976年，在美国NASA刘易斯研究中心研制 的MgO部分稳定的Zr02热障涂层在J75发动 机上首次通过验证，随后成功用于该发动 机的燃烧室，后来被称之为第一代航空用 热障涂层。
2012-5-22
热障涂层
20世纪80年代初，P&W公司成功地开发了第2代等离子喷涂热障 层——PWA264。 PWA264涂层在JT9D发动机涡轮叶片上成功应用之后，又陆续在 PW2000、PW4000和V2500等发动机的涡轮叶片上得到试验验证 和应用。 20世纪80年代末，为了适应更高的温度要求，P&W公司又成功 地开发了第3代涡轮叶片EB-PVD热障涂层—PWA266。PWA266以 其极好的耐久性、抗热剥落性能和耐热性，在JT9D和PW2000发 动机上得到成功验证之后，于1989年首先应用到PW2000发动机 涡轮叶片上，之后又应用至JT9D．7R4、V2500、F100-PW-229 和F119等发动机涡轮叶片上。
2012-5-22
2012-5-22
Rolls-Royce Spey
The Rolls-Royce Spey is a low-bypass turbofan engine originally designed and manufactured by Rolls-Royce that has been in widespread service for over 40 years. Intended for the civilian jet airliner market when it was being designed in the late 1950s, the Spey concept was also used in various military engines, and later as a turboshaft engine for ships known as the Marine Spey, and even as the basis for a new civilian line, the RollsRoyce Tay
2012-5-22
Pratt & Whitney
The Pratt & Whitney F119 is an afterburning turbofan engine developed by Pratt & Whitney for the Lockheed Martin F22 Raptor advanced tactical fighter.
2012-5-22
超声速火焰熔滴喷涂
从制粉的快速冷凝技术得到启发，一种很 自然的想法则是省略昂贵的制粉工艺。将 涂层材料的散料置于坩埚中熔化，然后滴 人超声速(可调)高温的焰流中，涂层材料 以高速冲击预处理过的基体表面而形成致 密涂层。
2012-5-22
世界航空发动机公司巨头
美国通用电气公司（GE） 普拉特·惠特尼公司（P&W普惠公司） 罗尔斯·罗伊斯（R-R罗·罗公司）
2012-5-22
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2012-5-22
http://www.pw.utc.com/
2012-5-22
Pratt & Whitney
Pratt & Whitney is a U.S.-based aerospace manufacturer with global service operations. It is a subsidiary of United Technologies Corporation (UTC). Pratt & Whitney's aircraft engines are widely used in both civil aviation (especially airlines) and military aviation. Its headquarters are in East Hartford, Connecticut, USA.[2] As one of the "big three" aeroengine manufacturers, it competes with General Electric and Rolls-Royce, although it has also formed joint ventures with both of these companies.
2012-5-22
航空发动机发展趋势
涂层技术在航空发动机关键零部件的耐磨、 高温防护、隔热、封严以及钛合金零件的 防微动磨损、阻燃等方面起了显著的作用， 应用越来越广泛。 涂层技术在航空发动机关键零部件的应用 越来越广泛
航空发动机涂层保护种类
先进的涂层方法主要包括：真空等离子喷 涂；层流等离子喷涂；超音速火焰喷涂； 电子束物理气相沉积；化学气相沉积；真 空离子溅射涂层等。
2012-5-22
2012-5-22
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热喷涂技术在航空发动机上的应用
由于热喷涂技术的突出优点，在国外，各 种喷涂技术在航空发动机上已获得广泛的 应用。
2012-5-22
热喷涂技术在航空发动机上的应用
美国P＆W(普惠)公司自20世 纪60年代以来。逐渐扩大了 热喷涂的应用范围，诸如 JT3D、JT8D、JT9D等发动机 的关键零部件——风扇叶片、 压气机叶片、燃油喷嘴组件、 燃烧室、涡轮叶片、导向叶 片、轴颈、轴承座和空气封 严圈等2800多个零件，用47 种材料进行热喷涂，使JT3D 发动机的大修期从4000h提 高到16000h.
2012-5-22
燃烧电弧喷涂(ComARC)
经电弧加热丝端形成液态金属，再由高温 丙烷气燃烧产生的超声速焰流雾化，雾化 其平均粒速比传统的电弧喷涂的粒速大好 几倍。粒子的小尺寸及高粒速均促使产生 均匀致密的涂层。 与HVOF比，CCmARC喷涂有较高的沉 积效。 ComARC喷涂也是电弧喷涂，因此该工 艺的应用限于可导电的涂层材料，而不受 其熔点高低的限制。