Разработка технологии нанесения плазменных теплозащитных покрытий на малоразмерные внутренние сложнопрофильные поверхности деталей горячего тракта ГТД

• Автор: Ананьева, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Глава 1 Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1 Обзор литературных данных по вопросу нанесения теплозащитных покрытий

1.2 Материалы, применяемые для нанесения теплозащитных покрытий

1.3 Методы нанесения теплозащитных покрытий

1.3.1 Электронно-лучевой метод получения ТЗП

1.3.2 Вакуумный ионно-плазменный метод получения ТЗП

1.3.3 Гизотермический воздушно-плазменный метод получения ТЗП

1.4 Ускорение и нагрев порошкового материала в плазменной струе и теоретические методы описания этих процессов

1.5 Цель работы и задачи исследования

Глава 2 Математическое моделирование процессов ускорения и нагрева напыляемого порошкового материала в плазменной струе
2.1 Используемые порошковые материалы и плазменные газотермические плазмотроны для получения теплозащитных покрытий
2.2 Постановка математической модели определения скоростей и траектории движения напыляемого материала в плазменной струе
2.3 Математическая модель движения напыляемого порошкового материала в плазменной струе и анализ полученных результатов моделирования
2.4 Математичесткая модель определения температуры нагрева напыляемых частиц
2.5 Разработка рекомендаций по выбору гранулометрического состава напыляемого порошка и способу ввода его в канал плазмотрона
2.6 Результаты экспериментального исследования траектории движения напыляемых
частиц, скорости и температуры
Выводы по главе

Глава 3 Разработка специальных технологических приемов для напыления плазменных покрытий на внутренние замкнутые поверхности деталей малого диаметра
3.1 Особенности нанесения плазменных покрытий на внутренние поверхности тонкостенных малогабаритных деталей
3.2 Разработка способа нанесения плазменного ТЗП при напылении на малых дистанциях
3.3 Разработка способа установки плазмотрона
3.4 Разработка специальной системы охлаждения
Выводы по главе
Глава 4 Исследование влияния параметров нанесения плазменного теплозащитного покрытия на эксплуатационные свойства покрытий и оптимизация физикомеханических свойств ТЗП
4.1 Выбор математического плана, факторов и откликов технологического процесса
4.2 Напыление образцов для проведения эксперимента
4.3 Методика и результаты исследования пористости. Результаты исследования микроструктуры образцов
4.4 Методика и результаты испытаний адгезионной и когезионной прочности покрытий
4.5 Методика и результаты испытаний на термическую усталость
4.6 Методика и результаты исследования шероховатости поверхности
4.7 Результаты исследования влияния входных параметров на количество проходов,
необходимых для напыления керамического покрытия заданной толщины
Выводы по главе
Глава 5 Разработка технологии напыления теплозащитного покрытия на внутреннюю поверхность жаровой трубы
5.1 Выбор оптимальных режимов нанесения покрытая
5.2 Разработка программного обеспечения процесса напыления покрытий на сложную внутреннюю поверхность

5.3 Технология нанесения теплозащитного покрытия на внутреннюю поверхность камеры сгорания
5.4 Контроль качества нанесенного покрытия
5.5 Напыление покрытия на жаровую трубу
5.6 Расчет экономической эффективности применения теплозащитного
плазменного покрытия на детали жаровая труба
Выводы по главе
Основные результаты и выводы по работе
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение

у = 0 и х = хА+Ь (рисунок 2.8). Факт такого выхода частиц часто устанавливается визуальным наблюдением.
Поэтому расчет траекторий и скоростей частиц на выходе из ядра плазменной струи, обеспечивающий реализацию ситуации близкой к наблюдаемой в реальном процессе напыления, должен проводиться следующим образом. Из реального распределения частиц по диаметрам находим как минимум три характерных диаметрах Д- минимальный, Д - максимальный и О, - соответствующий центру группировки. Для частицы с диаметром Д из решений системы (2.20)-(2.22) находим Д0(Д), при которой эта частица проходит через точку у=0 и х = хА+Ь. Используя это значение из уравнения (20) определяем комплекс параметров струи, необходимых для расчета начальных скоростей частиц Уу0 с другими диаметрами А и Д. Используя эти значения Уу0 для Д, Д и Д и
используя (14)-(16), можно проанализировать ситуацию, характерную для реального режима напыления.
В таблице 2.3 и на рисунке 2.13 представлены результаты расчет параметров частиц на выходе из ядра плазменной струи для фракции с диаметром, соответствующему центру группировки Д =40 мкм, а на рисунке 2.12 - траектории их в движения в ядре плазменной струи.
В таблице 2.3 У начальная скорость ввода частиц в сопло; хя, уя - координаты выхода частиц из ядра; ія - время пребывания частиц в ядре; Уя- скорость выхода из ядра плазменной струи.
Таблица 2.3 - Влияние величины диаметра частиц порошкового материала на их параметры
Диаметр частицы, мкм у У,о’ м/сек хя,м У 1„,сек У. м/сек
10 41,04 0,0202 -0,000588 8,9-10‘5 404,4
20 20,52 0,0226 -0,000265 1,610^ 261,0
40 10,26 0,0246 0 2,9-10'4 162,5
60 6,84 0,0221 0,000332 3,8-104 108,4
80 5,13 0,01995 0,000617 4,7-Ю4 83,04