Árangursgreining á leysihúðunarhúð á títanblendiblöðum

Nútíma flugvél tekur til margra faggreina eins og pneumatics, varmaverkfræði, uppbyggingar og styrkleika, eftirlits, prófunar, tölvu, framleiðslutækni og efnis, og er lofað sem perlan í kórónu nútíma iðnaðar. Þjöppublaðið er einn mikilvægasti hluti flugvélarinnar. Miðflóttakraftur og beygjukraftur hans, loftaflfræðilegur kraftur og beygjukraftur hans, varmaálag og titringsálag, á meðan hann stendur frammi fyrir ógn af skemmdum af aðskotahlutum, svo sem sandi, fljúgandi fuglum, ásamt miklum fjölda snúningsblaða fyrir flugvélar, þjöppu blöð eru mjög viðkvæm fyrir sliti, tæringarholum, fallkubbum, aflögun, sprungum og brotum og öðrum skemmdum sem leiða til bilunar í blaðinu, sem ógna áreiðanleika og öryggi flugvéla alvarlega. Vegna mikils tæknilegs innihalds, mikils kostnaðar, mikillar vinnsluerfiðleika og langrar viðhaldslotu þjöppublaða er kostnaður við að gera við skemmd blað aðeins 20% af kostnaði við að skipta beint út blað. Þannig að viðgerð á skemmdum blöðum er hagkvæmari, umhverfisvænni og skilvirkari kostur.

Laserklæðning er vinsæl yfirborðsbreytingartækni undanfarin ár. Í samanburði við hefðbundna yfirborðsbreytingartækni hefur leysirklæðning kostina af mikilli sjálfvirkni, fínni og samræmdu uppbyggingu klæðningarlagsins, fínkorna, hár bindingarstyrkur milli klæðningarlagsins og fylkisins og lítillar hitauppstreymis á fylkinu.

Í þessari grein er Ti811 háþrýstiþjöppublaðið úr títanálblöndu tekin sem rannsóknarhlutur og klæðningarhúðin er undirbúin á Ti811 háþrýstidæluþjöppublaðinu með því að nota coaxial duftafhendingarleysisklæðningartækni og TC{{4 }}Ni45+Y2O3 blandað álduft er notað sem klæðningarefni. Fasasamsetning, örbygging og örhörku klæðningarlagsins eru greind. Það veitir grundvöll fyrir viðgerð á títan álþjöppublöðum.

Undirlagið sem notað var í tilrauninni var Ti811 títan ál háþrýsti þjöppublað. Tafla 1 sýnir helstu efnasamsetningu Ti811 títan álfelgur. Yfirborð þjöppublaðsins var pússað með smerilpappír til að fjarlægja oxíð og þvegið með vatnsfríu etanóli og þurrkað. Laserklæðningarduft er 65wt%TC4, 33wt%Ni45A og 2wt%Y2O3 blandað álduft, duftþvermál á milli 50~120μm. Tafla 2 og Tafla 3 sýna helstu efnafræðilegu efnisþætti TC4 og Ni45, í sömu röð.

                                                                        Tafla 1 Efnaþáttur Ti811 málmblöndur (Wt,%)

                                                                             Tafla 2 Efnasamsetning TC4 (wt,%)

                                                                               Tafla 3 Efnasamsetning Ni45 (wt,%)

Leysiraflshraði er 350W, skannahraði er 7mm/s, duftfóðrunarhraði er 0,9g/s, þvermál leysiblettsins er 1mm, verndargasflæðishraðinn er 17nl/mín, duftið gasflæðishraðinn er, duftgasið og verndargasið eru argon.

Stórmynd af klæðningarlagi var skoðað með ljóssmásjáum. GeminiSEM 460 skanna rafeindasmásjá (SEM) var notuð til að greina örbyggingu klæðningarlagsins. Örhörku klæðningarlags var mæld með Qness Q10A + rafrænum örhörkuprófara.

Svitaholur og sprungur eru algengustu gallarnir í leysiklæðningarlögum. Helstu ástæður fyrir myndun svitahola eru þær að duftgasið er ekki fjarlægt í tæka tíð meðan á storknunarferli bráðnu laugarinnar stendur og hlutaklæðningarefni gufa upp vegna hás leysihitastigs við bræðsluferlið. Helstu orsakir sprungna eru óhófleg hitaspenna, álag á byggingu og innilokunarálag. Í ferli leysirklæðningar er myndun, storknun og kæling bráðnu laugarinnar lokið á mjög stuttum tíma og hröð kæling og hröð upphitunarferlið leiðir til mjög stórs hitastigs, sem eykur varmaálagið til muna. Örbyggingarálagið stafar af mismun á sértækri hitagetu milli klæðningarefnisins og grunnefnisins á sama tíma og ójafnrar umbreytingar við fasaskiptin. Lokaálag er togspenna og þrýstiálag sem stafar af varmaþenslu og köldu samdrætti efna, og það er einnig mikilvægur hluti af innri streitu.

MYND. 4 sýnir þversnið klæðningarlags og klæðningarlags á yfirborði Ti811 títanálblanda. Það má sjá að yfirborð undirbúna fjölrása klæðningarlagsins er samfellt og einsleitt, klæðningarlagið hefur enga porosity, sprungur og aðra sýnilega galla og innri uppbygging klæðningarlagsins er þétt og einsleit og klæðningarlagið. myndar góða málmvinnslusamsetningu við blaðgrunninn. Það má sjá að útfærsluáhrif leysiklæðningarferlisins eru góð.

(a) blaðklæðningarlag (b) þversnið klæðningarlags

1. Í þessari grein er blandað álduft notað sem klæðningarefni á blað Ti811 títan ál háþrýstiþjöppu og fjölrása klæðningarlag er undirbúið með leysiklæðningartækni. Klæðningalagið er jafnt dreift án stórsæja galla eins og svitahola og sprungna. Útfelldu fasarnir í klæðningarlaginu eru aðallega TiC, TIB2, Ti2Ni og -Ti hvarfefni.

2. Í klæðningarlaginu er TiC jafnás kúlulaga, Ti2Ni er óreglulegur massífur, TiB2 er dendritfasi, TiC kjarnar misleitir á yfirborði TiB2, mynda samsettan byggingarfasa, og útfelldur fasi bætir verulega örhörku og slitþol klæðningarhúð.

3. Örharka leysihúðunarhúðarinnar er allt að 982HV0.3 og meðalörhörku er 906HV0.3, sem er um það bil 2.04 sinnum meiri en undirlagsins. Slithraði klæðningarhúðarinnar er 1,07×10-3mm2/ (Nm), sem er um 51,5% minna en undirlagsins.