一种耐海洋腐蚀可磨耗材料、涂层及其制备方法.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CN110512166A(43)申请公布日2019.11.29(21)申请号201910962275.6C23C24/08(2006.01)(22)申请日2019.10.11C22C9/01(2006.01)C22C32/00(2006.01)(71)申请人北京矿冶科技集团有限公司B22F1/00(2006.01)地址100160北京市丰台区南四环西路188号总部基地十八区23号楼申请人北矿新材科技有限公司(72)发明人于月光刘建明章德铭刘通黄凌峰郭丹王帅卢晓亮侯伟骜(74)专利代理机构北京华仁联合知识产权代理有限公司11588代理人尹春雷(51)Int.Cl.C23C4/134(2016.01)C23C4/06(2016.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种耐海洋腐蚀可磨耗材料、涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐海洋腐蚀可磨耗材料、涂层及其制备方法，属于燃气轮机技术领域。采用耐腐蚀性和可磨耗性优异的单相CuAl为可磨耗面层骨架组分，采用绝缘的聚酯或氮化硼等为可磨耗组分，采用与可磨耗面层骨架组分化学成分完全一致的CuAl为底层材料，通过热喷涂方法制备成涂层，克服了传统可磨耗涂层骨架组分不耐腐蚀、组分间及面层和底层间因电位差产生的电偶腐蚀，以及腐蚀介质易渗入涂层/基体界面等导致的涂层腐蚀问题，在海洋环境服役的船用燃气轮机、航空发动机和地面燃气轮机等中有广泛用途。CN110512166ACN110512166A权利要求书1/1页1.一种耐海洋腐蚀可磨耗材料，其特征在于：可磨耗材料包括底层材料粉末A和面层材料粉末B，粉末A由Cu、Al组成，以重量计Al的占比0.1～7.4％，其余为Cu；粉末B由粉末A、聚酯、六方氮化硼、粘结剂组成，以重量计各组分占比为：粉末A，70～99.5％；聚酯，0.5％～30％；六方氮化硼，0～5％；粘结剂，0～10％。2.根据权利要求1所述的耐海洋腐蚀可磨耗材料，其特征在于，聚酯是聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚苯酯中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的耐海洋腐蚀可磨耗材料的制备方法，其特征在于，粉末A采用雾化、熔炼破碎、高能球磨、机械合金化、机械混合或团聚复合方法制备，粉末B采用将几种原料进行机械混合或者利用粘结剂进行团聚复合的方法制备。4.一种耐海洋腐蚀可磨耗涂层的制备方法，其特征在于，将粉末A采用冷喷涂、超音速火焰喷涂或低压等离子喷涂方法在基体表面制备底层；将粉末B采用大气等离子喷涂、超音速火焰喷涂或冷喷涂在底层上制备面层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在制备面层以后对涂层进行热处理。2CN110512166A说明书1/4页一种耐海洋腐蚀可磨耗材料、涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于航空发动机气路封严的耐海洋环境腐蚀可磨耗封严涂层的结构设计和制备方法，属于燃气轮机技术领域。背景技术[0002]可磨耗封严涂层涂覆于燃气轮机静子部件表面，在高温高速工况下与转子部件对磨时能够发生主动磨耗，从而可通过转、静子的过盈配合实现转、静子之间最小间隙的控制，同时保护转子部件不被磨损，其对于降低燃气轮机油耗、提高效率和运行安全性具有重要意义。可磨耗封严涂层因多孔、多组分、多层的特点，在海洋环境下容易被盐雾等腐蚀介质侵入，发生不同组分间、不同层之间的电偶腐蚀，导致涂层性能退化、脱落掉块等问题，严重影响燃气轮机运行的安全性和效率。[0003]可磨耗涂层一般由可磨耗面层和粘结底层组成。可磨耗面层材料由提供其强度的骨架组分和提供其可磨耗性的可磨耗组分组成，骨架组分一般是Al、AlSi、CuAl、NiCr等金属，可磨耗组分一般为低剪切强度的非金属材料如石墨、氮化硼、聚苯酯等，此外多数情况下可磨耗面层中还有大量的孔洞；粘结底层材料主要为镍铝、钼、MCrAlY等。在腐蚀介质环境中，金属骨架自身会发生腐蚀；涂层中有石墨等导电组分时，金属骨架组分和石墨可磨耗组分间会发生电偶腐蚀；由于可磨耗面层材料和底层材料之间的电位差，会发生层间腐蚀。在腐蚀环境下，当可磨耗涂层被腐蚀破坏，腐蚀介质渗入到涂层/基体界面，会发生涂层与基体间的电偶腐蚀，导致涂层整体脱落。发明内容[0004]本发明的目的是克服传统可磨耗封严涂层因多孔、多组分、多层的特点，在海洋环境下容易被盐雾等腐蚀介质侵入而易发生腐蚀的不足，提供一种具有耐海洋腐蚀性能的可磨耗材料、涂层及其制备方法。具体技术方案如下。[0005]一种耐海洋腐蚀可磨耗材料，其特征在于：可磨耗材料包括底层材料粉末A和面层材料粉末B，粉末A由Cu、Al组成，以重量计Al的占比0.1～7.4％，其余为Cu；粉末B由粉末A、聚酯、六方氮化硼、粘结剂组成，以重量计各组分占比为：粉末