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有关特氟龙喷涂过程中的注意事项

浏览: 发表时间:2019-12-18 16:43:08

        随着高温保温时间的结束,特氟龙喷涂涂层冷却并收缩,但由于涂层各个部分之间的约束以及外在约束的作用,收缩不能自由发生,于是在涂层内部产生了热应力,热应力是促使涂层失效的重要原因。由于影响涂层热应力的因素很多,所以很难精确计算涂层实际的应力状态目前,许多学者采用有限元的方法来计算热应力,并取得了一定的成效。此外,涂层在热循环过程中的热腐蚀作用、复杂氧化物的出现等因素也会对涂层的热循环寿命产生影响,这些因素的共同作用导致了涂层失效的发生。深入研究这些因素对涂层热循环寿命的影响有利于建立涂层热循环寿命的准确预测模型。涂层寿命是航空发动机热端部件强度和寿命设计及评价的重要指标和参数,在很大程度上决定了航空发动机的寿命。同时,燃气涡轮发动机加工成本高,热循环性能测试周期长,用实验的方法去测试其热循环寿命往往费工费钱。于是人们把对航空发动机热循环性能研究的焦点集中到了对涂层寿命的理论预测上美国NASA从20世纪80年代就已经开始了对涂层热循环寿命预测的研究,之后GE、P&W、GARRET等单位也发展出各自的模型,既有从常规寿命模型出发经过修正的模型,也有特别考虑涂层中一些寿命影响因素(如边缘效应和热腐蚀)的模型。发展至今,已发展出了多种关于涂层的寿命预测模型,这些模型大致可以归为解析模型和数值模拟模型两大类。等离子喷涂过程中,涂层的质量在很大程度上取决于颗粒在碰撞前的速度和它的熔化状态,这就要求等离子体射流场是可控或可预测的。因此,人们对等离子喷涂射流场的定量分析产生了浓厚的研究兴趣。

        只有弄清了射流场内温度、速度以及各类气体组分的分布,特氟龙喷涂才能为进一步分析颗粒在等离子体中的温度、运动轨迹和物理状态的变化过程提供丰富的理论依据但是,由于等离子体发生器内部强烈的电磁、热及气体动力学相互作用和电极附近区域处理的复杂性,以及射流离开喷枪出口后与大量环境气体的相互作用,研究等离子体的形成以及随后自由射流场的分布成为一项难度很大的工作。为此,许多研究人员通常从发生器出口出发进行计算,即认为出口处的温度和速度是已知的,通常采用实验测量或根据经验人为假定的办法。但由于该处的温度高达上万度,很难通过仪器精确测量,所以更多情况下是根据经验人为假定得到的,结果不可避免地导致了计算误差。虽然Zhu等人建立了包括电弧弧柱区、阴极和阳极鞘层的数学模型,将电极、鞘层和电弧作为一个整体来考虑,但该模型必须知道阴极的电流密度分布,而多数文献中所提出的近阴极区电流密度的分布形式存在着较大的任意性而采用能量守恒的方法,则可以有效克服上述问题。结合一定的实验数据可以有效建立常规初始特氟龙喷涂工艺参数与喷枪出口处射流基本物理量(包括电流强度、气体流率等工艺参数,与最终射流场的温度、速度以及组分分布)之间的定量关系,进而可将计算结果作为喷涂射流场数值模拟的入口边界条件。

        金属快速成形技术(RapidPrototyping,RP)是以生成最终金属零部件或模具为目标,采用离散、堆积的成形思想和制造工艺,使计算机中的几何模型直接转化为三维立体原型的先进制造技术。该技术克服了传统加工工艺的缺陷,为制造业的发展打开了新的道路,被认为是近20年来制造领域内的一次重大突破,在世界范围内得到了迅速发展。而且,金属快速成形技术已经扩展到装备快速修复保障领域,并被认为是“21世纪的维修技术”。美国、德国、加拿大等国均大力投入了快速成形技术应用于装备维修的研究与开发。例如,美国已初步建立了基于快速成形技术的可以实现野外快速直接成形金属零件、进行装备快速保障的“快速制造系统”。这是一种新型的野外快速制造平台,它集成了先进的金属零件快速成形技术、自动控制技术、新材料技术、信息技术等多种高新技术。该平台是一个能够在野外迅速生产零件的机动式制造系统。采用“快速成形制造系统”后,保障人员将携带罐装的金属粉末等原材料,一旦出现紧急的零件需求,可在非常短的时间内采用激光熔覆等技术完成零件的制造,大大减少零件采购和运输费用,以及购买、储存和跟踪备件所消耗的时间。虽然目前的成形和制造工艺还不能完全满足美国对“快速制造系统”的最终要求,但许多关键技术已取得突破。


有关特氟龙喷涂过程中的注意事项
随着高温保温时间的结束,特氟龙喷涂涂层冷却并收缩,但由于涂层各个部分之间的约束以及外在约束的作用,收缩不能自由发生,于是在涂层内部产生了热应力,热应力是促使涂层失效的重要原因。
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