航空发动机压气机大量使用钛合金,但钛合金抗微动磨损能力差。等离子渗氮技术,让钛合金抗微动磨损能力提高5倍。
钛合金比强度高、耐蚀性好,是压气机叶片的理想材料。但钛合金硬度低、易粘着,在振动环境下容易产生微动磨损。
等离子渗氮是在等离子体氛围中,将氮渗入钛合金表面,形成TiN硬化层,表面硬度可达HV1000以上。
钛合金等离子渗氮的关键技术:
| 参数 | 控制范围 | 效果 |
|---|---|---|
| 温度 | 700-900℃ | 形成TiN |
| 时间 | 10-50h | 控制层深 |
| 气压 | 100-500Pa | 等离子体稳定 |
| 氮气比例 | 20-80% | 控制氮势 |
某型发动机钛合金压气机叶片采用等离子渗氮后,表面硬度HV1200,抗微动磨损能力提高5倍。
等离子渗氮的温度控制很关键:温度过低,渗氮效率低;温度过高,钛合金晶粒长大,韧性下降。
某钛合金盘采用脉冲等离子渗氮,渗氮层均匀,基体性能不受影响。
渗氮后的表面精整也很重要:需要去除表面疏松层,保留致密硬化层。
某渗氮叶片采用精密抛光,表面粗糙度Ra0.2,气动性能优异。
离子注入是另一种表面强化技术:将氮离子注入钛合金表面,形成固溶强化和弥散强化。
某钛合金叶片采用氮离子注入,硬化层深度0.5μm,变形极小,精度完全保持。
PVD涂层也是有效的防护手段:TiN、TiAlN等硬质涂层,硬度HV2000-3000,耐磨性优异。
某压气机叶片采用PVD TiAlN涂层,抗微动磨损能力提高10倍。
钛合金表面处理是航空发动机的关键技术。
我公司提供各类金属表面处理工艺加工及技术支持,具备钛合金等离子渗氮、离子注入、PVD涂层能力。