一种超高温封严涂层材料、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CN108396279A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810200025.4B23K31/02(2006.01)(22)申请日2018.03.12B23K37/00(2006.01)(71)申请人北京矿冶科技集团有限公司地址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程旭莹刘通黄凌峰孙建刚梅雪珍(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.C23C4/10(2016.01)C23C4/129(2016.01)C23C4/134(2016.01)权利要求书2页说明书3页(54)发明名称一种超高温封严涂层材料、涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种可用于1200℃以上的超高温封严涂层粉末材料、涂层及其制备方法，属于热喷涂技术领域。该材料由SiC、Si和BN三种主要组分组成，通过多种团聚工艺将粉末形态原料制备成具有不同颗粒结构的复合粉末，通过热喷涂、压制烧结-钎焊等工艺制备成封严涂层，最高使用温度可达1350℃，比现有高温封严涂层使用温度提高了150℃以上，涂层与CMC等陶瓷基复合材料基体匹配性良好，可充分发挥陶瓷基复合材料的耐高温优势，在新一代航空发动机和燃气轮机中具有广泛用途。CN108396279ACN108396279A权利要求书1/2页1.一种超高温封严涂层材料，其特征在于，所述超高温封严涂层材料是碳化硅、硅、氮化硼和粘结剂组成的复合颗粒粉末，按重量计各组分含量为：BN：0.1～60％，Si：0.1～20％，粘结剂：0.1～10％，SiC：余量。2.根据权利要求1所述的超高温封严涂层材料，其特征在于，构成粉末的复合颗粒具有以下所述任一种结构：(1)单层包覆结构：SiC、Si、BN中任意2种组分构成的包覆层包覆第3种组分；(2)双层包覆结构：SiC、Si、BN中以任意1种组分为核心，另外两种组分以任意顺序逐层包覆第3种组分；(3)团聚混合结构：SiC、Si、BN三种组分混合。3.根据权利要求1所述的超高温封严涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在搅拌设备中加入BN粉末进行搅拌，同时加入总原料重量1～10％的粘结剂；粘结剂与BN粉末充分润湿后，同时加入粒度小于50μm的SiC粉和Si粉，再进行均匀搅拌，停机出料，干燥。4.根据权利要求1所述的超高温封严涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在搅拌设备中加入粒度50～250μm的BN粉末进行搅拌，同时加入总原料重量1～5％的粘结剂；粘结剂与BN粉末充分润湿后，先加入粒度小于50μm的SiC粉，进行均匀搅拌；搅拌成粒后，加入总原料重量1～5％的粘结剂进行均匀搅拌，粘结剂与物料充分润湿后，加入粒度小于50μm的Si粉，再进行均匀搅拌，停机出料，干燥。5.根据权利要求1所述的超高温封严涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)Si包SiC中间料制备，在搅拌设备中加入SiC粉末进行搅拌，同时加入总原料重量1～5％的粘结剂；粘结剂与SiC粉末充分润湿后，加入粒度小于50μm的Si粉，再进行均匀搅拌，停机出料，干燥；(2)在搅拌设备中加入BN粉末进行搅拌，同时加入总原料重量1～5％的粘结剂；粘结剂与BN粉末充分润湿后，加入步骤(1)制备的Si包SiC中间料，再进行均匀搅拌；最后加入停机出料，干燥。6.根据权利要求3～5所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由胶和溶剂配制；所述胶是：聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、醇酸清漆、聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种或多种；所述溶剂为：丙酮、甲基乙基酮、二甲苯或水中的一种。7.一种超高温封严涂层，其特征在于，所述涂层为采用权利要求1所述的超高温封严涂层粉末材料为原料，通过热喷涂或压制烧结-钎焊方法制备而成；或者，所述涂层为采用权利要求1所述的超高温封严涂层粉末材料为原料，通过热喷涂或压制烧结-钎焊方法制备的面层，以及任一耐热温度达1200℃以上的底层组成。8.根据权利要求7所述超高温封严涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对所述超高温封严涂层粉末材料进行烘干处理；(2)对基体工件进行打磨粗化、清洁预处理；(3)在预处理后的基体上制备底层；(4)采用低压等离子喷涂、气氛保护等离子喷涂、大气等离子喷涂、超音速火焰喷涂、常2CN108396279A权利要求书2/2页规火焰喷涂任一热喷涂方法，在预处理后的基体表面或者制备有底层的基体上，喷涂权利要求1所述超高温封严涂层材料制备涂层。9.根据权利要求7所述超高温封严涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将权利要求1所述超高温封严涂层