基本信息
- 项目名称：
- 关于飞机起落架碳化钨涂层的机械性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 利用超音速火焰喷涂得到的ＷＣ涂层具有优良的耐磨性，已被广泛应用于航空航天领域。但是目前国内使用的ＷＣ-Ｃｏ喷涂粉末基本都是进口粉末，维修成本非常高。现在国内已经能够自主生产ＷＣ－Ｃｏ粉末，但其作为新研材料，必须经过测试，而国内对此研究较少。本文研究了该粉末的显微组织、空隙率、结合强度等性能，对国产ＷＣ-Ｃｏ粉末的推广应用，降低飞机维修成本具有重要的意义。
- 详细介绍：
- 中国民航拥有近800架飞机，运输总周转量世界排名为第四位。这说明中国民航已成为世界民航大国。但是中国民航维修单位的维修设备和维修技术还不能满足民用航空动力装置维修的适航性要求。航空发动机一些单元体或关键性零、部件需要送国外修理。这说明中国民航航空发动机的深度维修水平是较低的。航空发动机关键零、部件的修理技术已成为制约民用航空动力装置维修业发展的细颈问题，严重影响了中国民用航空维修业的发展。 我国的航空零部件的深度维修技术水平总体上低于发达国家，以飞机起落架的维修为例，在西方发达国家，飞机起落架以及发动机部件表面电镀硬铬技术已经逐步走向衰落，取而代之的是较先进的超音速火焰喷涂技术。超音速火焰喷涂技术是航空、航天领域一个非常重要和成功的应用技术，早在1996年，美国国防部成立了HCAT（替代硬铬组织），该组织测试了超音速火焰喷涂（HVOF）涂层的疲劳特性、耐磨性、耐腐蚀性和其他机械性能，并与电镀硬铬进行了比较；同时在海军P.3和F-18E/F飞机上进行了飞行测试，并取得了令人瞩目的成果。德国汉莎航空公司和德尔塔航空公司先后对使用HVOF涂层部件的起落架进行了多架次实际飞行检查，实验结果表明HVOF涂层性能明显优于电镀涂层。特别是美国波音公司通过二十几年的研究与试验，已将HVOF技术列为其生产与维修的标准工艺，目前已应用于737NG、737C、767-400、777、757、747等机型的起落架生产和维修中，并且正积极向其认可的海外航空公司和维修厂（如北京AMECO）推广和扶持该技术。 本项目就是研究用超音速火焰喷涂（HVOF）WC—Co涂层代替电镀硬铬镀层的技术在国内维修中的可行性，主要通过对涂层的结构性能，如显微硬度、耐磨性，孔隙率等方面进行研究，将试验获得数据与国际标准数据，如波音喷涂维修的要求进行对比，评估国内这项技术的发展水平。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 利用HVOF制备WC涂层-制备WC涂层金相-观察微观组织-进行SEM XRD等实验
科学性、先进性及独特之处
- 本项目是在试验的基础上进行的。首先，通过设计合理的试验参数，选择合理的试件尺寸，采用HVOF方法制备WC—Co涂层样品；然后，对所制备的样品做SEM，观察涂层基体、界面的组织形貌，运用数学的方法分析基体和界面的性能；最后，测定涂层的硬度和耐磨性，用的是传统的测定硬度和耐磨性的方法。
应用价值和现实意义
- 在我国最大民用飞机维修公司Ameco的厂家维修手册中，使用HVOF工艺手段的修理都是Vendor Application项目，都属于专利涂层。目前Ameco只能本项目主要研究超音速火焰喷涂（HVOF）WC-Co涂层替代电镀硬铬镀层的技术，并将之应用于飞机起落架及发动机的检修过程中，以降低检修成本并缩短检修周期，打破国外厂商对我国的技术垄断，为我国的航空产业自主化奠定技术基础。
学术论文摘要
- 利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备WC-Co涂层，通过SEM观察了WC粉末颗粒以及基体、涂层和基体—涂层界面的微观组织形貌，测定了涂层的孔隙率、显微硬度以及干摩擦磨损过程中涂层材料的失重，将测得的数据与国际标准进行比较，分析当前国内是否具备进行HVOF涂层的维修的能力。结果表明，本项目用HVOF制备的WC-Co涂层在各方面的参数都达到了波音飞机起落架表面热喷涂维修的要求，说明我国国内已经具备了维修HVOF WC-Co涂层的能力。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 项目研究成果表明，本项目研制的WC—Co涂层在结合强度、孔隙率、显微硬度、耐磨性能等方面均已达到了波音标准要求（BSS7072。
参考文献
- 王志平, 纪朝辉, 贾鹏, 等. 超音速火焰喷涂WC涂层抗热疲劳性能的研究[ J ]. 焊接, 2005 (11) : 46 - 48.
同类课题研究水平概述
- 国内对国产WC喷涂粉末研究很少，本文从最基本的几个方面研究这种粉末。
