Al/BN涂層是一種適用于450 ℃以下的可磨耗封嚴涂層，常應用于燃氣輪機壓氣機部位的氣路封嚴。等離子噴涂Al/BN涂層在機械加工后常出現涂層表面疏松及涂層表面粗糙度不均勻的現象，在服役過程中會出現不可預料的涂層脫落以及粘附葉片等現象，影響發動機性能和可靠性。本文針對等離子噴涂Al/BN可磨耗封嚴涂層開展熱噴涂工藝研究，對涂層顯微組織、拉伸結合強度、硬度等性能檢測及評價，并著重研究基體材料結構對涂層性能的影響，結果表明相對于平板試片，帶有螺紋結構試片的涂層結合強度稍高，但其Al/BN涂層與底層厚度不均勻，造成結合強度值波動較大。

　　可磨耗封嚴涂層對發動機效率起著至關重要的作用，能夠最大限度地降低空氣和燃氣泄漏。目前，航空發動機從風扇、高壓壓氣機到渦輪機匣表面都采用了不同材料的可磨耗封嚴涂層，封嚴涂層技術已經成為提高發動機性能的重要手段之一。Al/BN涂層為適用于450 ℃以下的可磨耗封嚴涂層，主要應用于航空發動機壓氣機部位的氣路封嚴。

　　目前，國內研究機構對Al/BN涂層的性能研究僅包括涂層外觀、涂層化學成分、硬度及結合強度，而Al/BN涂層的微觀組織結構、應力狀態及與對偶件匹配性的研究都處于空白。并且隨著發動機各種零部件的壽命和耐溫要求變得更加苛刻，等離子噴涂Al/BN涂層在機械加工后常出現涂層疏松及涂層裂紋的現象，在服役過程中會出現不可預料的涂層大塊脫落。真空技術網(http://shengya888.com/)認為Al/BN涂層在機械加工及使用過程中暴露出的問題或隱患，將嚴重影響發動機性能及可靠性。

　　本文針對在役的Al/BN涂層顯微組織、結合強度、涂層硬度等內容進行研究，并結合基體材料不同結構進行涂層性能評價，進一步掌握涂層作用機理、涂層組織性能以及涂層失效模式，為涂層質量可靠性評價提供借鑒，以提高等離子噴涂Al/BN涂層的質量穩定性及質量控制水平。

　　1、試驗材料和方法

　　1.1、試驗材料

　　Al/BN粉末粒度和化學成分如表1 所示。

表1 Al/BN噴涂粉末技術指標

　　1.2、試驗方法

　　本實驗采用METCO-9M等離子噴涂設備制備NiAl底層(厚度0.07~0.15 mm)及Al/BN面層(厚度不小于2 mm)，基體材料為0Cr17Ni4Cu4Nb合金。采用已確定的噴涂工藝參數噴涂涂層性能試片，主要噴涂參數：氬氣流量為100 ft3/h，氫氣流量為19 ft3/h，電流500 A，電壓70 V，送粉速率為40 g/min，噴涂距離為150 mm。

　　對涂層的顯微組織、拉伸結合強度、宏觀表面硬度及表面應力測試。金相試片測試規格為20 mm×40 mm×2 mm，拉伸結合強度測試規格為準25.4 mm×6 mm，宏觀表面硬度測試規格為40 mm×60 mm×5 mm。確定的噴涂工藝參數為：氬氣流量：100 ft3/h，氫氣流量19 ft3/h，電流：500 A，電壓：70 V，送粉速率：40 g/min，噴涂距離：150 mm。

　　實驗所用設備為：Struer 全自動金相制樣系統、Leica金相顯微鏡、AG-250KNE型號拉力試驗機、表面洛氏硬度試驗機。(缺應力測試儀)

　　3、結論

　　本文采用等離子噴涂技術制備了Al/BN可磨耗封嚴涂層，確定的噴涂工藝參數為：氬氣流量：100 ft3/h，氫氣流量19 ft3/h，電流：500 A，電壓：70 V，送粉速率：40 g/min，噴涂距離：150 mm，制得的試樣顯微組織、拉伸結合強度、硬度均符合技術要求。帶有螺紋結構的基體材料的涂層結合強度值波動較大，吹砂后要注重清理零件噴涂界面防止砂粒鑲嵌。