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应用激光2025年第10期:激光清洗飞行器涡轮发动机叶片表面YSZ热障涂层的研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:钟宏平;孙烁;李多生;陈加伟;叶寅;邱彦钦;吴猛;

单位:南昌航空大学材料科学与工程学院;南昌航空大学航空制造与机械工程学院;

摘要:涡轮叶片长期服役过程中表面热障涂层会断裂甚至脱落,使叶片无法继续使用,需要对其去除后再重新涂装使用,常规的清洗方法难以有效清除。研发一种新型的清洗方法,用纳秒脉冲激光对涡轮发动机叶片表面进行清洗处理,并对其微结构及力学性能进行研究。结果表明,激光功率为20 W时,涡轮叶片的镍基合金基体能较好地保留,当激光功率高于20 W时,在清洗后表面会出现烧蚀现象,随着功率增加,基体表面破坏加剧。最终确定激光清洗热障涂层的最佳参数为:激光功率20 W,频率400 kHz,脉宽400 ns,扫描速度600 mm/s,线间距0.030 mm。重复清洗五次后,能够完全去除叶片表面热障涂层,同时激光清洗后试样硬度值为原始试样的101.42%,较好地保留了原有力学性能。

关键词:热障涂层;;激光功率;;激光清洗;;镍基合金;;力学性能

基金资助:国家自然科学基金项目(51562027);; 江西省科技厅重点研发计划(20241ZDD02017);; 江西省省级优势科技创新重点团队项目(20181BCB24007);; 江苏省重点研发计划(产业前瞻与关键核心技术)(BE2021055)