航空發(fā)動機中的生產(chǎn)技術(shù)

從噴氣發(fā)動機開始應用以來，人們一直在不斷努力提高發(fā)動機的性能。以提高噴氣發(fā)動機推力、燃料消耗比為特點的高性能及環(huán)境適應性要求，一年比一年高。

為滿足（適應）這些高性能的要求，對發(fā)動機本身的輕量化、透平發(fā)動機的高溫化及壓縮機的高壓化等提出了更高的要求，在生產(chǎn)技術(shù)上也需有大的發(fā)展。生產(chǎn)技術(shù)決定了競爭力，表面改性技術(shù)是競爭力中的關(guān)鍵。

（1）表面改性（功能膜形成）技術(shù)

為適應高溫化，在新材料開發(fā)、表面改性（功能膜形成）技術(shù)開發(fā)、冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)上都得到了發(fā)展。

在航天航空領(lǐng)域中，噴氣發(fā)動機等金屬零部件上的功能膜形成技術(shù)有CVD、PVD、電鍍、噴涂、堆焊等，這些技術(shù)的缺點是設(shè)備投資大，對技能的依賴性強，且有些工藝需增加清洗、制作掩膜等預處理工序及除去掩膜、邊界處理等后處理工序，有些還會產(chǎn)生熱變形、膜體剝落等問題，不適于流水線生產(chǎn)。

（2）新功能膜成形技術(shù)

IHI和三菱電機開發(fā)了一種能集成在機械加工生產(chǎn)線、可制備各種功能膜的新型成形技術(shù)，即在放電涂層技術(shù)的基礎(chǔ)上對模具及工具加工表面進行涂層的新技術(shù)。采用該新涂層技術(shù)，金屬陶瓷薄膜、厚的金屬堆焊層以及金屬陶瓷和金屬的混合層都能形成。由于利用了放電能量，故稱之為MS涂層（微弧涂層）。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，進而開發(fā)出了適用于各種零部件的功能薄膜或堆焊層。

MS涂層技術(shù)

MS涂層技術(shù)是采用含金屬或陶瓷等成分的電極進行放電表面處理，形成耐久性、耐磨性優(yōu)異的高質(zhì)量功能薄膜技術(shù)。由于不需要熟練操作人員和前后處理工序，適合于自動化生產(chǎn)線；又因不需要昂貴的蒸發(fā)爐等設(shè)備，簡化了制造工程，費用大大降低。

（1）MS涂層的原理

將由涂層材料粉末做成的電極與被處理材料放入絕緣油中加電壓，此時，電極與被處理材料間開始脈沖放電（每秒約1萬次），電極材料逐漸向基體遷移，材料溶融接合，形成薄的陶瓷涂層或厚的金屬堆焊層。通過選用不同的電極和加工條件，能形成致密光滑或疏松帶孔的涂層組織。

（2）MS涂層的主要優(yōu)點

金屬表面涂層的主要方法有堆焊、噴涂、電鍍等，MS涂層和這些方法相比有如下優(yōu)點（見表1）。

表1 MS涂層和其它技術(shù)的比較
特性：MS涂層－電鍍－堆焊－噴涂
集成于生產(chǎn)線：容易－困難－困難－困難
費用：?。螅校?
前后序處理：幾乎不需要－掩膜保護－需精加工－掩膜保護
質(zhì)量：穩(wěn)定－可剝落－產(chǎn)生裂紋－可剝落
變形：沒有－沒有－大－有