EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114807855A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210410244.1C23C14/54(2006.01)(22)申请日2022.04.19(71)申请人中国航发动力股份有限公司地址710021陕西省西安市未央区徐家湾申请人西北工业大学(72)发明人王玉锋杨薇赵志雄赵闯付前刚刘荣杨岩孙晓霞(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师王艾华(51)Int.Cl.C23C14/08(2006.01)C23C14/12(2006.01)C23C14/14(2006.01)C23C14/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法(57)摘要本发明涉及航空发动机涡轮叶片热障涂层技术领域，尤其涉及一种EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，在真空条件下控制零件的温度和以特定组合形成的复合料锭的电子束蒸发束流的电流，使得复合料锭沉积在零件上，获得沉积零件。本发明通过控制金属料锭、阻扩散块体、陶瓷料锭等的连续沉积和扩散控制，同时，结合沉积过程中的沉积温度和蒸发束流等工艺参数，实现单次EB～PVD设备入炉的一步法制备含阻扩散层的热障涂层。CN114807855ACN114807855A权利要求书1/1页1.一种EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，在真空条件下控制零件的温度和以特定组合形成的复合料锭的电子束蒸发束流的电流，使得复合料锭沉积在零件上，获得沉积零件。2.根据权利要求1所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述零件处于的真空条件低于5×10～5乇。3.根据权利要求1所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述复合料锭包括50g～90g的NiAl金属料锭、3g～5g的C14H10块体材料和500g～700g的ZrO2～8Y2O3陶瓷料锭，其中NiAl金属料锭中Ni含量为60wt.％～70wt.％，Al含量为30wt.％～40wt.％。4.根据权利要求3所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述NiAl金属料锭和C14H10块体材料均嵌合于ZrO2～8Y2O3陶瓷料锭的表面，且NiAl金属料锭和C14H10块体材料位于同一侧。5.根据权利要求3所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述复合材料的沉积过程包括阻扩散层沉积、金属底层沉积、陶瓷面层沉积和真空扩散。6.根据权利要求5所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，在阻扩散层沉积时，所述零件的温度为900～950℃；在电子束蒸发束流为0.5～0.6A条件下蒸发C14H10块体材料，蒸发时间为1～2min。7.根据权利要求5所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，在金属底层沉积时，所述零件的温度为980～1000℃，在电子束蒸发束流为1.2～1.4A条件下蒸发NiAl料锭，蒸发时间为5～15min。8.根据权利要求5所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，在陶瓷层面沉积时，所述零件的温度为880～900℃，在电子束蒸发束流为1.5～1.6A条件下蒸发ZrO2～8Y2O3陶瓷料锭，蒸发时间为30～40min。9.根据权利要求8所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述零件上的ZrO2～8Y2O3陶瓷层的厚度为100～150μm。10.根据权利要求5所述的EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法，其特征在于，所述真空扩散包括沉积室保温、沉积室炉冷和装载室炉冷；沉积室保温时，零件的温度为1050～1080℃，保温时间为30～60min；保温结束后进行沉积室炉冷；当零件温度低于400℃时，进行装载室炉冷；当零件温度低于100℃时，零件出炉。2CN114807855A说明书1/5页EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法技术领域[0001]本发明涉及航空发动机涡轮叶片热障涂层技术领域，具体为一种EB～PVD一步法制备含阻扩散层的热障涂层工艺方法。背景技术[0002]涂覆于燃气涡轮发动机导向叶片、转子叶片等热端部件表面的热障涂层(TBCs)，因其可以大幅度提高涡轮发动机的热效率和工作寿命，已成为发展高推重比航空发动机的一项关键技术。[0003]目前，由于电子束物理气相沉积(简称EB～PVD)技术具有涂层化学成分易于精确控制、可得到柱状晶组织、涂层与基体结合强度高等优点，已经广泛应用于多种涡轮叶片高温防护涂层的制