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刷式密封高温磨损行为试验研究

刷式密封能显著降低透平机械的空气泄漏损失，但刷丝与跑道之间的磨损会导致泄漏量增大，而刷丝柱面的磨损可能导致刷丝断裂。近年来航空发动机对刷式密封提出了更高的工作温度要求，为研究高温条件下跑道对刷丝尖端的磨损作用，针对性地研制了基于电磁感应加热的刷式密封高温磨损试验装置，完成了GH5605高温合金刷丝束试件与带有碳化铬耐磨涂层的跑道试件之间的高温高速对摩试验，最高测试温度达到700℃，对摩线速度达到100m/s。为研究高温条件下刷丝柱面的摩擦磨损行为，利用SRV摩擦磨损试验机开展了刷丝柱面模拟磨损试验。研究结果表明：跑道耐磨涂层与刷丝之间的磨损机制主要为磨粒磨损；高温可导致刷丝出现氧化现象，并可使刷丝柱面产生粗糙氧化层；温度条件对刷丝柱面磨损行为存在显著影响，常温条件下刷丝柱面呈现显著的粘着磨损特征，但在300℃和700℃测试温度条件下，氧化作用削弱了刷丝柱面的粘着磨损，并使摩擦系数降低。本项研究工作揭示了刷式密封的磨损机理及高温条件对其磨损行为的影响，为高性能长寿命刷式密封研发工作提供了理论指导。