一种超厚渗铝涂层制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113529011A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110824155.7(22)申请日2021.07.21(71)申请人昆明理工大学地址650000云南省昆明市一二一大街文昌路68号(72)发明人黄太红谭贤兵宋鹏雷基林李青黄文浪黄颜陈榕吕建国郑必举(74)专利代理机构重庆中之信知识产权代理事务所(普通合伙)50213代理人郑雪红(51)Int.Cl.C23C10/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超厚渗铝涂层制备工艺(57)摘要本发明属于高温涂层技术领域，具体公开了一种超厚渗铝涂层制备工艺，包括以下步骤：步骤1：将溶剂和粘接剂搅拌均匀，后加入渗剂、改性剂和催化剂，搅拌得到料浆，所述改性剂为氧化铝，所述催化剂为氯化铵，所述渗剂为铝粉、铬粉、硅粉和氯化钙；步骤2：将步骤1得到的料浆涂刷在镍基合金样品上，涂刷厚度不低于1.5mm，将涂刷后的样品进行干燥，再放入试管炉内保温进行铝硅共渗。采用本发明的方案制备的硅改性铝化物涂层，在高温下Cr元素会扩散到Al‑Si涂层中，Si以富Si的第二相颗粒如Cr3Si相弥散分布于涂层中，减缓了涂层和基体之间的互扩散，降低了Al元素的贫化速度，从而延长了涂层的服役周期。CN113529011ACN113529011A权利要求书1/1页1.一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将溶剂和粘接剂搅拌均匀，后加入渗剂、改性剂和催化剂，搅拌得到料浆，所述改性剂为氧化铝，所述催化剂为氯化铵，所述渗剂为铝粉、铬粉、硅粉和氯化钙；步骤2：将步骤1得到的料浆涂刷在镍基合金工件上，涂刷厚度不低于1.5mm，将涂刷后的工件进行干燥，再放入试管炉内保温进行铝硅共渗。2.根据权利要求1所述的一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤1中溶剂为丙酮，粘接剂为聚乙烯醇和醋酸甲酯。3.根据权利要求2所述的一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤1中按质量份数计，所述渗剂包括90～100份铝粉、2～3份铬粉、10～20份硅粉和2～3份氯化钙，所述催化剂为2～3份，改性剂为50～60份，所述丙酮为40～50份；按体积份数计，所述粘接剂包括150～200份聚乙烯醇和80～100份醋酸甲酯。4.根据权利要求1所述的一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤2中干燥温度为70～100℃，干燥时间为50～70min。5.根据权利要求1所述的一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤2中保温温度为800～1050℃，保温时间为10～15h。6.根据权利要求1所述的一种超厚渗铝涂层制备工艺，其特征在于：所述渗剂中铝粉、铬粉、硅粉以及氯化钙的粉末粒径为15～35μm。2CN113529011A说明书1/4页一种超厚渗铝涂层制备工艺技术领域[0001]本发明属于高温涂层技术领域，具体涉及了一种超厚渗铝涂层制备工艺。背景技术[0002]由于镍基高温合金材料具有较高的断裂强度和高温蠕变强度，又具有优异的抗高温氧化性能，使得其在民用以及军用发动机领域得到广泛的应用。但是发动机在工作过程中会产生极高的温度，燃烧室的工作温度不断提高，因此要求叶片材料具有优异的抗高温氧化性能，对发动机涡轮叶片材料性能的要求越来越高，以至于单独的镍基合金不具有长效的抗氧化能力。[0003]基于上述问题，目前的做法是在镍基合金表面制备一层高温防护涂层，而渗铝涂层是最早使用的一种高温防护涂层，该涂层在服役过程中可生成致密且稳定连续的Al2O3氧化膜，作为保护屏障控制基体合金元素与外界腐蚀物的互扩散，阻碍对镍基合金的进一步高温氧化，具有良好的抗氧化性能和热腐蚀性能。[0004]但同时也存在很多缺点，如Al2O3氧化膜的脆塑性转变温度高、脆性大、易开裂、涂层与基体易发生互扩散、富Ni的NiAl相易发生马氏体转变、不耐硫化、退化速度快、抗热腐蚀抗疲劳蠕变性能较差，导致渗铝涂层中的氧化层在高温下形成裂纹和脱落。为解决上述问题，本申请提供了一种超厚渗铝涂层制备工艺。发明内容[0005]针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种超厚渗铝涂层制备工艺，以解决目前渗铝涂层中氧化膜在高温条件下易形成裂纹，甚至脱落，导致涂层服役周期下降的问题。[0006]为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：[0007]一种超厚渗铝涂层制备工艺，包括以下步骤：[0008]步骤1：将溶剂和粘接剂搅拌均匀，后加入渗剂、改性剂和催化剂，搅拌得到料浆，所述改性剂为氧化铝，所述催化剂为氯化铵，所述渗剂为铝粉、铬粉、硅粉和氯化钙；[0009]步骤2：将步骤1得到的料浆涂刷在镍基合金工件上，涂刷厚度不低于1.5mm，将涂刷后的工件进行干燥，再放