封嚴(yán)涂層,作為改善機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的間隙,從而保證流體密封性以提高機(jī)械工作效率的手段,不但在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)機(jī)匣與葉尖的間隙控制上起著關(guān)鍵作用,也應(yīng)用于諸如離心式空壓機(jī)、泵、渦輪增壓、透平機(jī)械、蒸汽輪機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域。由于工況各不相同,因此也誕生出了在硬度、工作溫度、耐腐蝕性、耐沖蝕性等方面性能各異的封嚴(yán)涂層材料,比如鎳石墨一般應(yīng)用于500℃以下的工作環(huán)境且通過(guò)調(diào)整鎳與石墨的成分比例可實(shí)現(xiàn)硬度的改變,而鎳鉻鋁釔+氮化硼+聚酯粉末則更勝任高溫耐腐蝕的環(huán)境要求。
燃機(jī)壓氣機(jī)所在的位置
燃機(jī)壓氣機(jī)葉片與機(jī)匣的間隙控制示意圖
北京聯(lián)合涂層技術(shù)有限公司一直以生產(chǎn)熱噴涂所用的復(fù)合材料著稱,包括打底層和面層,這得益于可追溯到上世紀(jì)七八十年代開(kāi)始的研發(fā)實(shí)踐和知識(shí)積累,而封嚴(yán)涂層材料大多數(shù)是以復(fù)合材料的形式呈現(xiàn),有著特殊的制作工藝和涂層要求。2015年,應(yīng)某國(guó)際知名公司的邀請(qǐng),北京聯(lián)合涂層公司參與了替代美科320NS和601NS粉材的研發(fā)工作,經(jīng)過(guò)了一年多的審核,聯(lián)合涂層公司替代美科320NS的LF105、替代美科601NS的LF109以及替代AMDRY313打底鉬粉的LF145均通過(guò)了該公司德國(guó)本部的認(rèn)證,并隨后一直為該公司的噴涂產(chǎn)品所使用。
北京聯(lián)合涂層技術(shù)有限公司
隨后的幾年中,北京聯(lián)合涂層公司通過(guò)潛心研發(fā)不斷擴(kuò)充自己的封嚴(yán)涂層材料產(chǎn)品線,目前已推向市場(chǎng)的封嚴(yán)涂層解決方案包括以下種類的面層粉材、打底層粉材和打底層絲材:
封嚴(yán)涂層面粉材
封嚴(yán)涂層底層粉材
火焰噴涂鎳鋁絲材也常被用于封嚴(yán)涂層系統(tǒng)的打底方案。相對(duì)于鎳鋁粉末底層而言,鎳鋁絲材的噴涂效果有其獨(dú)到之處。首先,此處所指聯(lián)合涂層公司出品的鎳鋁絲材是鎳鋁復(fù)合絲材(LX103),而不是經(jīng)過(guò)了熔煉處理的合金絲材(LX105)。鎳鋁合金絲材在生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)經(jīng)過(guò)了合金反應(yīng),缺少了“生鮮”度,在噴涂過(guò)程中自然不會(huì)產(chǎn)生像純真鎳鋁金屬那般激情似火的放熱反應(yīng)。其次,鎳鋁復(fù)合絲材不會(huì)摻雜鎳鋁粉末生產(chǎn)過(guò)程中所加入的膠粘劑等雜質(zhì)。再次,絲材噴涂出來(lái)的涂層粗糙度更勝任粘結(jié)層的使命。因此,鎳鋁復(fù)合絲材涂層在結(jié)合強(qiáng)度、致密性、耐高溫腐蝕性等方面均優(yōu)于鎳鋁合金絲材和鎳鋁粉材。當(dāng)然,火焰或電弧噴涂鎳鋁絲材的施工速度和成本也優(yōu)于等離子噴涂鎳鋁粉材。
目前國(guó)際市場(chǎng)上鎳鋁復(fù)合絲材的存在形式普遍是藥芯(電弧或火焰用)絲材,這種產(chǎn)品采用鎳帶包住作為芯的鋁粉軋制而成。北京聯(lián)合涂層技術(shù)有限公司自2001年起就推出了自己的首款藥芯絲材,并隨后推出了包括鎳鋁復(fù)合絲材在內(nèi)的藥芯絲材。然而,藥芯絲材也有其與生俱來(lái)的短板,首先,金屬管內(nèi)的粉芯容易在使用過(guò)程中發(fā)生管內(nèi)游離甚至泄露,從而影響涂層質(zhì)量。其次,粉體作為絲材的內(nèi)芯質(zhì)地較軟,使用過(guò)程中絲材易發(fā)生變形,影響噴涂作業(yè)的順利進(jìn)行。北京聯(lián)合涂層公司于是在2011年推出了采用鎳帶包裹一根鋁絲、或者鋁帶包裹鎳絲的實(shí)芯鎳鋁復(fù)合絲材產(chǎn)品(見(jiàn)以下示意圖),從而克服了粉芯絲材的先天不足。該產(chǎn)品一經(jīng)推出就不斷出口世界各地。
實(shí)芯復(fù)合絲材(鋁帶包鎳絲)示意圖
LF103實(shí)芯鎳鋁復(fù)合絲材涂層金相
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