[发明专利]一种评价可磨耗密封涂层可磨耗性能的方法及其装置

说明书

本发明公开了评价可磨耗密封涂层可磨耗性能的方法，对试样进行编号和称重，并记录数据G₁；通过等离子喷涂技术分别喷涂可磨耗密封涂层的底层和面层，记录喷涂密封涂层后其重量G₂；将喷涂可磨耗涂层的试样放入试样装置中，并确定磨样时间T₁；试验完成后取出试样，并记录其磨耗后重量G₃；磨耗试验前在试样上喷涂可磨耗密封涂层的重量g₁＝G₂‑G₁，磨耗试验后可磨耗密封涂层被磨耗损失重量Δg＝G₂‑G₃，损失率Δm＝Δg/g₁*100％，确定样涂层表面积S₁，根据实验数据计算可磨耗密封涂层在单位时间T₁、单位面积下的磨损率Δm_st，＝Δm/(S₁*T₁)。定性、定量表征评价可磨耗涂层的可磨耗性。

技术领域

本发明涉及可磨耗密封涂层的可磨耗性评价技术领域，尤其涉及一种评价可磨耗密封涂层可磨耗性能的方法及其装置。

背景技术

随着航空技术的日益发展及能源的日渐短缺，对发动机的效率提出了越来越高的要求，据资料报道，在一台高压涡轮机内，叶片与机壳之间的间隙每减小0.13～0.25mm,油耗可减少0.5％～1.0％，发动机效率即可提高2％左右。然而，在发动机的制造和运行过程中，由于：发动机组件的热膨胀及轴的热变形；转子高速旋转，离心力引起的叶片伸长；零件加工的公差及发动机装配的偏差；发动机加速/减速和飞机着陆等引起的振动及零部件因振动引起的位移等原因，实际上无法将该间隙控制为零。因此，航空发动机设计和制造时，在叶尖与机壳之间要预留2～3mm的间隙，但过大的间隙必将使气体大量泄漏，导致发动机效率降低，而可磨耗封严涂层的存在将有助于将间隙减小到最低限度。

理想的可磨耗封严涂层应既有足够的强度抵抗外部颗粒及气体的冲蚀，又可被叶片刮削，在叶片与涂层发生摩擦接触时，涂层被刮削而叶片尖端不磨损，涂层不脱落，同时缩小气路，封严间隙，减少气体泄漏，提高发动机、压缩机的工作效率等性能。

可磨耗密封涂层主要应用于军工航空领域，其压缩介质主要是洁净的空气，而钢铁企业CCPP煤气压缩机压缩介质主要是钢铁企业副产的高炉、焦炉煤气，煤气中含有大量的焦油、萘、苯、硫化物以及水蒸汽和固体颗粒等腐蚀性污染物，压缩过程中更易腐蚀、冲蚀、磨损和氧化可磨耗密封涂层，使其有机活性基团脆化、老化失效，降低密封涂层使用寿命。因此，不仅要求可磨耗封严涂层具有较好的可磨耗性能以及抗气流冲刷性能，又不能损失转子叶轮。然而，耐冲蚀性能与可磨耗性能又是相互矛盾的，不同元素组织成分质量百分比和不同材料结构的密封涂层其性能也不同，压缩机对级间密封涂层的可磨耗性和耐冲蚀性要求均是越高越好，但是目前没有一种方法能够定性定量的评价可磨耗涂层的可磨耗性能，因此急需发明一种测量方法评价可磨耗封严涂层的可磨耗性能，定性、定量的评价可磨耗性封严涂层的可磨耗性，同时可以根据实际生产中对密封可磨耗性能需求选择材料成分组织结构组成，使两者性能达到综合平衡，二者相互作用达到最佳作用，提高国内钢铁行业CCPP煤气压缩机的密封涂层使用寿命和压缩效率具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种评价可磨耗密封涂层可磨耗性能的方法及其装置，以克服上述现有技术中的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种评价可磨耗密封涂层可磨耗性能的方法，包括如下步骤：

S100、对试样进行编号和称重，并记录数据G₁；

S200、通过等离子喷涂技术分别喷涂可磨耗密封涂层的底层和面层，记录喷涂密封涂层后其重量G₂；

S300、将喷涂可磨耗涂层的试样放入试样装置中，并确定磨样时间T₁；