一种镍基高温合金表面渗铝方法和产品及镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂.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CN108468015A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810393778.1(22)申请日2018.04.27(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路中南大学本部粉末冶金研究院(72)发明人李瑞迪蒋俊袁铁锤牛朋达(74)专利代理机构南京禹为知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32272代理人王晓东(51)Int.Cl.C23C10/48(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种镍基高温合金表面渗铝方法和产品及镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂(57)摘要本发明公开了一种镍基高温合金表面渗铝方法和产品及镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂。其包括采用放电等离子烧结法，将所述镍基合金与渗铝剂装入石墨模具，快速升温至1000℃，于放电等离子炉中保温30min。渗铝剂包括铬粉1.5～2.5％，氧化铝79～80％，铝硅合金粉18～18.5％本发明运用放电等离子烧结的温度场，电场，磁场加速原子扩散，能够快速得到理想的渗铝层。本发明结合放电等离子烧结的优势，细化晶粒，获得大量晶界，晶界不仅能起到强化作用，而且能够提供一个快速的扩散通道，提高扩散效率。本发明产品具有耐高温氧化和热腐蚀性能。本发明能够通过改变烧结温度，保温时间和脉冲电流来调节渗层的厚度。CN108468015ACN108468015A权利要求书1/1页1.一种镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：包括，采用放电等离子烧结法，将所述镍基合金与渗铝剂装入石墨模具，快速升温至1000℃，于放电等离子炉中保温20～40min。2.如权利要求1所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：所述渗铝剂，包括铬粉、氧化铝、铝硅合金粉，其中，以质量比计，所述铬粉含量为1.5～2.5％、所述氧化铝含量为79～80％、所述铝硅合金粉含量为18～18.5％。3.如权利要求1或2所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：所述快速升温，升温速度为100℃/min。4.如权利要求1或2所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：还包括，预处理：将所述镍基合金打磨后，进行抛光或喷砂处理，再进行超声清洗，干燥。5.如权利要求4所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：所述预处理，包括将所述镍基合金依次用600目，800目，1000目，1500目，2000目的水磨砂纸进行打磨然后用0.5金刚石抛光至镜面或进行喷砂处理，接着用酒精对镍基高温合金进行超声清洗10-15分钟，再放入干燥箱中干燥。6.如权利要求1或2所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：还包括，冷却：采用放电等离子烧结法，将所述镍基合金与渗铝剂装入石墨模具，快速升温至1000℃，于放电等离子炉中保温30min后，冷却至室温，进行表面清洗、喷砂。7.如权利要求1、2或5中任一所述的镍基高温合金表面渗铝方法，其特征在于：所述渗铝剂的用量为每个20mm*20mm*3mm的镍基合金片使用300g所述渗铝剂。8.权利要求2～7任一所述的镍基高温合金表面渗铝方法得到的产品，其特征在于：所述产品的渗铝层厚度为50～110μm，渗铝层质地均匀。9.一种镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂，其特征在于：包括铬粉、氧化铝、铝硅合金粉，其中，以质量比计，所述铬粉含量为1.5～2.5％、所述氧化铝含量为79～80％、所述铝硅合金粉含量为18～18.5％。2CN108468015A说明书1/4页一种镍基高温合金表面渗铝方法和产品及镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂技术领域[0001]本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种镍基高温合金表面渗铝方法和产品及镍基高温合金表面铝铬硅固体粉末渗铝剂。背景技术[0002]镍基合金主要用于航空领域的发动机叶片。目前先进燃气轮机的燃气进口温度可达1600℃，叶片的工作温度可达1000～1200℃，因此必须要求发动机叶片材料具有优异的高温性能。镍基高温合金既具有良好的耐高温氧化和热腐蚀性能，又具有较高的高温孺变强度和断裂强度，从而在涡轮发动机叶片等领域得到极为广泛的应用；仅仅如此还不能满足需求；必须采用表面改性技术提高基体的耐高温氧化和热腐蚀性能。常用渗铝工艺主要有固体渗铝和液体(料浆涂层)渗铝两种。固体渗铝是采用防护涂层保护好非渗铝表面后，将零件需要渗铝的部位包埋在固体渗剂内，经高温扩散而得到渗铝层。该工艺是迄今为止应用最广泛的渗铝方法，然而传统包埋法渗铝工艺存在加工过程过长，渗铝温度过高，渗铝层的厚度不均一，容易产生氧化层的剥落和开裂等问题。发明内容[0003]本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可