沐阳在跟学生解释时,也给他开挂,加快学生对材料的理解。
「哦,谢谢老师,我发现懂了许多。」金伟感激说道,他本来还有不少疑惑,但听完老师一番话,茅塞顿开,根本不需要老师再多指点了,也懂得查材料选用材料了。
金伟又问:「老师,那个涂层厚度一般根据什么来选用的?」
沐阳说:「目前国内外也没有一个具体的标准,涂层也不是越厚越好,但太薄肯定不行。
像高温涂层,常常混有Co钴、Mo钼、钨等元素,注定涂层的硬度就比较高,硬度度,相应地,它的
塑性就比较差,如果涂厚了,就容易龟裂,如果太薄了,那就达不到效果。
具体有多厚,得看工艺,等离子喷焊STL那边,你可以去了解一下,一般不会超过五个毫米,它那属于原子间结合,不像喷漆那样,在上面覆盖一层;
如果不是原子间结合,像渗碳渗氮,涂层不会太厚的,一般不到2毫米,正常也就到毫米。」
「老师,我们的发动机很多零部件采用金属3D增材设备制造,涂层是原子间结合吗?」
「是的,实际上就是激光堆焊,只不过我们控制内应力控制得好,所以没什么变形。
正常来说,像耐高温材料涂层,都是传统堆焊方式,基材会变形,而且厚度很难控制。
我们有些零部件,由于要求韧性比较高,必须锻件制造,金属3D增材设备虽然具备初级锻件性能,但还是达不到要求,所以这些零部件的涂层,如果是耐高温的,多半是传统堆焊方式,然后再精加工。
TiN涂层采用物理气相沉积(PVD)工艺,其他耐磨涂层多采用等离子或者超音速喷涂工艺。」
金伟越听越挠头,发现很多听不懂了,沐阳又给他开挂理解,耐心讲解,他才理解。
差不多二十分钟后,沐阳不再跟他讲了,让他回去多总结,一是刚才给金伟开挂了挺长时间,金伟本人也要总结一下所学,一下子消化不了那么多知识量。
金伟离开后,沐阳也在思索航空发动机的涂层问题。
风扇在高空时,温度很低,容易结冰,所以需要防冰涂层;它属于进气口,离燃烧室比较远,温度传不到风扇位置。而且,高速进气,温度也会剧降,这才是结冰的原因。
防冰通过两种方法:一是不让水汽在零件表面凝结,二是使结冰层快速脱落。
不过,自从金属3D增材设备之后,风扇内部有细小的弯弯曲曲空心通道,利用燃烧室多余的热气,通过轴心—风扇座一再传送到风扇叶,进行物理升温,这是星海集团航空发动机首次应用的技术手段。
如果没有金属3D增材设备,使用传统加工根本加工不出来。
具备一般的金属3D增材设备还不行,如果达不到锻件水平,也不敢用来制造要求韧性高的风扇,只能使用五轴联动数控加工中心进行加工。