一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，设置于航空用齿轮表面，陶瓷镀膜结构包括第一膜层、第二膜层和第三膜层，齿轮表面与第一膜层紧密连接，第一膜层和第二膜层紧密连接，第二膜层的另外一侧和第三膜层紧密连接。第一膜层为防冲击层、第二膜层为防爆层、第三膜层为耐摩擦层。第一膜层可有效提高航空用齿轮抗冲击能力，避免冲击过载引发的失效；第二膜层具有较强的防爆破能力，能有效增强齿轮使用过程的安全性；第三膜层具有较强的耐摩擦能力，可有效减少或避免因表面磨损造成的齿轮失效；该陶瓷镀膜结构能有效改善齿轮使用过程中大多数失效情况，同时，能在高温高压环境下使用，远远加大了齿轮本身的优异性能，增强了其使用寿命。其使用寿命。其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构


[0001]本技术属于齿轮表面处理
，具体为一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构。

技术介绍

[0002]航空齿轮是航空机械设备的重要部件，对航空用金属齿轮有很高的加工精度要求和安装要求。齿轮在航空发动机传动系统中扮演着重要角色，一是在发动机起动时从起动机提取功率，带动发动机转子转动；二是在发动机正常工作时从发动机高压转子提取功率，带动发动机附件和飞机附件正常工作。然而，在使用过程中，齿轮容易出现一定程度的失效，最常见的失效形式为疲劳、冲击过载、表面磨损等。因航空用齿轮工作环境恶劣，处于高摩擦及高温环境下，需要定期检查和维护，不可避免的日常损耗也较大。高精度高性能航空齿轮是航空发动机整体性能的重要保障，而热处理和表面处理技术是提升航空齿轮性能的重要途径。开展表面处理工艺技术升级对减排降耗意义重大，常见的表面处理方式有电镀、表面化学处理、电化学转化处理、表面涂覆等。但传统电镀硬铬工艺复杂、涂覆时间长、环境污染大、综合能耗高。
[0003]二硼化钛(TiB2)具有结构稳定、高硬度、与钛基体之间热膨胀系数差小并且互溶等其他增强相无法比拟的特点，因此成为目前应用最为广泛的钛基复合材料增强体。二硼化钛(TiB2)、碳化钛(TiC)陶瓷粉体比碳化钨(WC)陶瓷粉体更适合在高温高侵蚀的工作条件下使用。二硼化钛粉末呈灰色(或灰黑色)，在目前已知的世界十大熔点最高材料排名第六位，碳化钛排第八位。在空气中抗氧化温度可达1100℃，作为一种新型的陶瓷材料，具有十分优异的理化性能，除熔点极高之外硬度也大，化学稳定性、导电导热性、高温下的机械力学性能都极为优异。
[0004]二硼化钛的应用范围较为广泛，可作为晶粒细化及颗粒强化添加剂极大程度上改善材质的机械力学及理化特性；可以与碳化硅、氮化铝、氮化硼、碳化钛等非氧化物陶瓷复合，由此制备出的新的复合材料具有更加优秀的机械强度及抗破裂韧性，是制作装甲防护材料的优质材料之一；掺入高性能树脂可制成PTC发热陶瓷和头型PTC材料，具有安全省电、可靠、易加工成型等特点，是电熨斗、电热毯、电烤箱、空调器热风暖房等家用电器的一种更新换代的关键性高新技术材料；可以被用来制作蒸发器皿、熔化金属坩埚、铝电解槽阴极、火花塞以及其它电极和触头开头；作为铝电解槽阴极涂层材料，使铝电解槽的耗电量降低，电解槽寿命延长；可被用来制作陶瓷切削刀具及模具等。因此，以二硼化钛为原料所制成的陶瓷薄膜结果可有效缓解航空用齿轮失效问题，延长齿轮的使用寿命等。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，此镀膜结构具备耐摩擦、抗冲击、耐高温性能更强的特点，延长航空用齿轮使用寿命和减少齿轮维护频率，解决因疲劳、冲击过载、表面磨损等情况造成的齿轮失效问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，
设置于航空用齿轮表面，所述陶瓷镀膜结构包括第一膜层、第二膜层和第三膜层，所述航空用齿轮表面与第一膜层紧密连接，所述第一膜层和第二膜层紧密连接，所述第二膜层的另外一侧和第三膜层紧密连接。
[0007]所述第一膜层为防冲击层，第二膜层为防爆层，第三膜层为耐摩擦层；所述各层之间均由可控温度下热处理连接而成，能够增强各功能层之间的连接的致密性。所述第一膜层和第三膜层的硬度大于第二膜层的硬度。
[0008]通过采用上述陶瓷镀膜结构设计方案，在航空用齿轮表面按顺序设置防冲击层、防爆层、耐摩擦层，以增强齿轮的抗冲击、耐摩擦性能，从而延长航空用齿轮使用寿命，减少航空用齿轮维护频次。
[0009]进一步的，所述第一膜层紧贴齿轮外壁，主要成分为15
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40％碳化铬加15％
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40％碳化钨的合金层作为防冲击层，处理方式可采取化学附着技术，膜层能与大气中的水分子产生化学反应，提升粘粘强度，也可采取化学强化陶瓷技术，让膜层与齿轮表面能进行离子交换，反应后遇到外力不弯曲，保持原本形态物体形状，数倍的提升齿轮硬度；处理方式也可采取高温煅烧原位合成，目的均为形成稳定连接致密的膜层。
[0010]进一步的，所述第二膜层防爆层是一种碳化硅与碳化钛摩尔比1
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5:1混合的网状结构材料，此层具备高硬度、高熔点的特点，通过磁控溅射、静电纺丝等手段镀膜后热处理进行膜层构建。
[0011]进一步的，所述第三膜层为二硼化钛陶瓷层，此层煅烧、焊接等过程经中温或高温回火时，有二次硬化效应，增强其耐摩擦性能。
[0012]进一步的，所述第一膜层(22)厚度控制在10
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100μm，第二膜层(23)厚度控制在1
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50μm，第三膜层(24)厚度控制在10
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100μm；总体陶瓷膜层结构厚度不超过500μm。厚度不宜过厚，避免使用过程中出现裂痕。整个陶瓷镀膜结构可抵抗高温，在1100℃以下均不会被氧化，能适应极端工作环境。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014]通过第一膜层可以有效提高航空用齿轮的抗冲击能力，避免冲击过载引发的失效；第二膜层具有较强的防爆破能力，能有效增强齿轮使用过程的安全性；第三膜层具有较强的耐摩擦能力，有效减少或避免因表面磨损造成的齿轮失效。该陶瓷镀膜结构能有效改善航空齿轮使用过程中的失效情况，同时能在高温高压环境下使用，远远加大了齿轮本身的优异性能，增强其使用寿命。
附图说明
[0015]图1为航空用齿轮主视图；
[0016]图2为航空用齿轮陶瓷镀膜结构剖视图；
[0017]图中：1
‑
航空用齿轮表面；2
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陶瓷镀膜结构；22
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第一膜层；23
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第二膜层；24
‑
第三膜层。
具体实施方式
[0018]下面结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。但是，本技术并不限于下述实施方式中的具体细节，在本技术的技术构思范围内，可
以对本技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本技术的保护范围。
[0019]航空用齿轮基本结构如图1所示，包括航空用齿轮陶瓷镀膜结构2，其位于航空用齿轮外表面1，航空用齿轮仅为示意图，其可以代表绝大多数的航空用齿轮。
[0020]实施例
[0021]本技术提供了如附图1
‑
2所示的一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，设置于航空用齿轮表面1，所述陶瓷镀膜结构2包括第一膜层22、第二膜层23和第三膜层24，所述航空用齿轮表面1与第一膜层22紧密连接，所述第一膜层22和第二膜层23紧密连接，所述第二膜层23的另外一侧和第三膜层24紧密连接。
[0022]所述第一膜层22为防冲击层，第二膜层23为防爆层，第三膜层24为耐摩擦层；所述各层之间均由可控温度下热处理连接而成。
[0023]所述第一膜层22和第三膜层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，设置于航空用齿轮表面(1)，其特征在于：所述陶瓷镀膜结构(2)包括第一膜层(22)、第二膜层(23)和第三膜层(24)，所述航空用齿轮表面(1)与第一膜层(22)紧密连接，所述第一膜层(22)和第二膜层(23)紧密连接，所述第二膜层(23)的另外一侧和第三膜层(24)紧密连接。2.根据权利要求1所述的一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，其特征在于：所述第一膜层(22)为防冲击层，第二膜层(23)为防爆层，第三膜层(24)为耐摩擦层；各层之间均由可控温度下热处理连接而成。3.根据权利要求2所述的一种航空用齿轮陶瓷镀膜结构，其特征在于：所述第一膜层(22)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文靓，刘波，杨亚东，文俊维，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：