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碳化鎢噴涂技術(shù)
碳化鎢材料具有高硬度、耐磨性、耐高溫、耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空航天、石油、冶金、機械等領(lǐng)域。在一般的工業(yè)應(yīng)用中，我們稱之為硬質(zhì)合金涂層，通常以碳化鎢/鈷為原料，在鎳或鐵基材料表面進(jìn)行超音速噴涂，形成保護層，從而可以增加其耐磨性。基質(zhì)。使用壽命。
原則上，這種類型的工藝的實施成本并不便宜，但與整個部件的損壞和整體更換成本相比節(jié)省的金額相當(dāng)可觀。在航空航天發(fā)動機研究和開發(fā)領(lǐng)域，表面增強涂層是最引人注目的技術(shù)之一。
碳化鎢是用于加強飛機部件涂層的重要基礎(chǔ)材料。
隨著高新技術(shù)的迅速發(fā)展，航空工業(yè)不斷提出各種材料性能要求。金屬陶瓷？實際上，航空提到的大多數(shù)金屬陶瓷都是復(fù)合材料，而工藝部件是未知的。然而，它們中的大多數(shù)都添加了鎢成分，例如負(fù)熱膨脹材料鋯鎢酸鹽、鎢鋁陶瓷，這些都有優(yōu)點和缺點。不同，當(dāng)然不是無所不能。回到我們的主題，現(xiàn)有的涂層工藝包括超音速火焰噴涂碳化鎢、硬鉻電鍍、物理氣相沉積碳化鎢和爆炸噴涂碳化鎢。盡管這些應(yīng)用在某些領(lǐng)域取得了成功，但它們也有其局限性。
在歐洲和美國最知名的航空航天制造商中，他們通常使用一種稱為低溫化學(xué)氣相沉積（CVD）的技術(shù)，這是一種沉積碳化鎢噴涂的工藝，并且被認(rèn)為是實用的。技術(shù)上和商業(yè)上可行的解決方案顯著延長飛機部件的壽命，通常用于第三代戰(zhàn)斗機的噴氣發(fā)動機，如臺風(fēng)、F16。使用CVD涂層技術(shù)的原因在于，在一般的硬質(zhì)合金噴涂技術(shù)中，需要鈷和鈷作為碳化鎢材料的粘結(jié)相，這可以改善材料的致密性，但是鈷被減少，耐磨和耐腐蝕。 CVD涂層技術(shù)可以在沒有鈷的情況下使用。它屬于納米結(jié)構(gòu)的鎢/碳化鎢噴涂系列，其由低壓氣體介質(zhì)的原子結(jié)晶形成。它是內(nèi)表面上的無孔涂層和飛機部件的復(fù)雜形狀，通過構(gòu)建致密的鎢和碳化鎢部件的保護層，特別是對于不能使用噴涂技術(shù)的設(shè)計和復(fù)合物。幾何。典型的CVD涂層應(yīng)用包括車載燃油計量閥、推力推桿、銷，襯套，軸承，掛鉤，卡子，起落架，襟翼導(dǎo)軌和板條，套筒，桿，閥門，氣動活塞和氣缸。
與硬鉻電鍍相比，CVD碳化鎢噴涂技術(shù)可直接轉(zhuǎn)換為最小的預(yù)涂部件設(shè)計變化，厚度（50μm至100μm）和硬度（800HV至1,200HV），上限超過電鍍的最大硬度方法。這也是因為分散的碳化鎢納米顆粒賦予材料更高的硬度，并且可以將硬度控制并調(diào)節(jié)到800維氏硬度和1600維氏硬度的典型范圍，這適用于不同的涂層類型。 CVD涂層通常以50μm的厚度施加，結(jié)合高硬度和增強的韌性和延展性，改善的耐磨性和耐腐蝕性，并且耐受沖擊和部件變形。
歐洲和美國的工程師使用高頻往復(fù)試驗臺來測試CVD碳化物涂層的耐磨性。使用鍍硬鉻的不銹鋼板和CVD涂覆的鋼板進(jìn)行比較。鍍硬鉻的不銹鋼板迅速達(dá)到臨界1.0摩擦系數(shù)和65N負(fù)載，嚴(yán)重磨損且無法測試。具有CVD涂層的樣品具有約0.2的干摩擦系數(shù)。即使在試驗臺的最大載荷下也沒有觀察到磨損。測試結(jié)果表明，CVD材料硬度比硬鉻電鍍涂層高13倍。以同樣的方式，它是超音速火焰噴涂性能的約3倍。而且，低溫化學(xué)氣相沉積碳化鎢噴涂技術(shù)可以消除使用對酸敏感的鈷。因此，CVD碳化鎢噴涂可抵抗更具侵蝕性的化學(xué)物質(zhì)，并起到腐蝕屏障的作用。由于沉積機制，低溫化學(xué)氣相沉積碳化鎢噴涂具有低孔隙率并且不需要密封。鎢和碳化鎢具有高耐化學(xué)性。在采用硬鉻電鍍方法、超音速火焰噴涂方法的對比試驗中，對涂有硬鉻電鍍的低碳鋼板、進(jìn)行超音速火焰噴涂和CVD涂層，進(jìn)行了480小時的中性鹽霧試驗，鍍硬鉻。樣品嚴(yán)重腐蝕，因此在288小時后從試驗中除去。超音速火焰噴涂涂層樣品表現(xiàn)出嚴(yán)重的銹蝕，涂層發(fā)泡，CVD樣品僅顯示輕微污染。
CVD碳化鎢噴涂的另一個優(yōu)點是它們對于密封件，軸承和其他對置體部件沒有磨損質(zhì)量。均勻的納米結(jié)構(gòu)使涂層均勻磨損，并保持甚至改善表面光潔度 - 即使在磨蝕性或腐蝕性環(huán)境中也是如此。對于液壓執(zhí)行器，旋轉(zhuǎn)軸和軸承，涂層保持良好的表面，減少彈性體和PTFE密封件的磨損，防止漏油，并有助于減少飛機執(zhí)行器和傳動部件的維護要求。
總之，碳化鎢噴涂技術(shù)在航空航天工業(yè)應(yīng)用中非常普遍，無論是客機還是戰(zhàn)斗機，它都能有效解決航空設(shè)備的磨損，延長航空設(shè)備的使用壽命。