基于在线监测的可磨耗涂层喷涂参数优化研究

王斌利，魏磊，胡江波，李迎军

（中国航发西安航空发动机有限公司，西安 710021)

0 引言

现代航空涡轮发动机在高温、高压、高速条件下服役，高可靠性和耐高温是现代航空发动机对涡轮部件提出的最基本要求。采用热喷涂工艺在零件表面制备一层可磨耗封严涂层，可有效减少涡轮叶尖燃气泄漏，提高发动机热效率，延长关键零部件的使用寿命[1-2]。在涡轮外环表面采用低压等离子涂覆工艺制备可磨耗涂层，是目前最为先进的耐高温封严涂层涂覆工艺方法，工艺过程的复杂性决定了涂层显微结构和性能控制的复杂性。而低压等离子体射流和飞行粒子之间的相互作用已经被广泛研究，这主要得益于强大的、易于操作的粒子诊断工具在监测热喷涂工艺上的广泛应用[3]。这种测量等离子喷涂射流及射流中粒子的精密且易于操作的非侵入式的诊断工具的出现，使得更好的表征等离子喷涂工艺成为可能[4-7]。因此采用在线监测设备对低压等离子喷涂粉末粒子的温度、速度进行测试和分析，是一种优化喷涂参数有效便捷手段，也是提高涂层理化性能优选方式。

本文在低压等离子喷涂设备上引入在线监测设备，检测飞行粒子温度、速度及粒子场的变化，通过正交试验法获得满足制备高性能可磨耗涂层的低压等离子喷涂参数，并采用优化工艺参数对制备涂层性能进行表征和分析。

1 试验

1.1 粉末粒子速度温度测试

采 用Spray Watch (Oseir,Finland) 粒 子 在线诊断系统用于总体粒子测量的诊断，采用DPV2000(Tecnar Ltee, St. Hubert, Quebec)测温测速系统用于单个粒子测量的诊断，测试等离子体射流中的飞行粒子的速度和温度。……