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(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CN105420658A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510830063.4C23C10/48(2006.01)(22)申请日2015.11.25(71)申请人沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司地址110043辽宁省沈阳市大东区东塔街6号(72)发明人程玉贤王璐张鹏李明康刘艳(74)专利代理机构沈阳晨创科技专利代理有限责任公司21001代理人张晨(51)Int.Cl.C23C4/073(2016.01)C23C4/129(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种涡轮叶片用复合涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供一种涡轮叶片用复合涂层及其制备方法。一种涡轮叶片用复合涂层,由MCrAlY底层和二次渗铝层双层组成,其中MCrAlY底层采用超音速喷涂方法制备,并进行高温扩散和湿吹砂处理,二次渗铝采用固体粉末包埋方法或化学气相沉积方法制备。按照以下步骤制备:本发明的优点为(1)、采用超音速喷涂MCrAlY涂层,后进行二次渗铝处理,可以使MCrAlY涂层表面形成一层富Al层。该富Al层在氧化过程中能形成连续致密的Al2O3氧化膜。(2)、对扩散态MCrAlY底层采用湿吹砂表面强化平整技术,可以提高防护涂层界面结合力,改善二次渗铝层结构。(3)、二次渗铝层后的湿吹砂处理有助于提高涂层的抗氧化性能。CN105420658ACN105420658A权利要求书1/1页1.一种涡轮叶片用复合涂层,其特征在于该涂层由MCrAlY底层和二次渗铝层双层组成,其中MCrAlY底层采用超音速喷涂方法制备,并进行高温扩散和湿吹砂处理,二次渗铝采用固体粉末包埋方法或化学气相沉积方法制备。2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片用复合涂层的制备方法,其特征在于按照以下步骤制备:(1)底层的制备:首先采用超音速喷涂方法在涡轮叶片表面制备20~40μm左右的MCrAlY涂层,然后在1050℃进行真空扩散热处理2~4小时;(2)底层后处理技术:针对步骤(1)制备的扩散态MCrAlY底层采用湿吹砂表面强化平整技术,提高防护涂层界面结合力,改善二次渗铝层结构;(3)二次渗铝层的制备:采用固体包埋法或化学气相沉积方法对MCrAlY涂层进行二次渗铝;(4)复合涂层后处理技术对复合涂层进行湿吹砂处理,光整涂层表面,促进Al2O3氧化膜的快速形成。2CN105420658A说明书1/3页一种涡轮叶片用复合涂层及其制备方法技术领域[0001]本技术属于航空发动机涡轮叶片等热端部件的防护涂层技术,特别是涉及一种涡轮叶片用复合涂层及其制备方法。背景技术[0002]涡轮叶片服役环境恶劣,长期经受高温燃气的冲击和侵蚀。为了提高涡轮叶片的抗氧化性能,其表面无一例外地涂覆防护涂层。防护涂层服役过程中其表面形成一层连续致密的Al2O3氧化膜,有效阻止了环境中腐蚀介质的进一步入侵。目前防护涂层已成为先进发动机涡轮叶片的关键技术之一。[0003]防护涂层一般可分为Al化物涂层、改性Al化物涂层和MCrAlY包覆涂层。Al化物涂层一般Al含量高,表面易快速形成Al2O3氧化膜,但涂层对基体合金的力学性能影响较大。MCrAlY涂层的成分和厚度可按要求控制,涂层成分与基体成分完全无关,可以兼顾抗氧化性能与力学性能。因此,MCrAlY涂层作为可控组分涂层,被广泛应用为涡轮叶片的防护涂层。[0004]高温服役过程MCrAlY涂层中Al元素会大量消耗以形成Al2O3氧化膜。这样在该处富集Ni、Co、Cr等元素会形成对应的氧化物,当Al元素含量进一步降低时,还会形成Ni(Al、Cr)2O4等类尖晶石相,从而降低MCrAlY涂层的防护性能。[0005]对MCrAlY涂层进行改性,提高其表面的Al含量,是提高涡轮叶片防护涂层体系可靠性,延长涂层使用寿命的关键技术。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种涡轮叶片用改性MCrAlY复合涂层结构及其制备方法,其表面Al含量高,抗氧化性能优异。[0007]本发明一种涡轮叶片用复合涂层,由MCrAlY底层(扩散态)和二次渗铝层双层组成,其中MCrAlY底层采用超音速喷涂方法制备,并进行高温扩散和湿吹砂处理,二次渗铝采用固体粉末包埋方法或化学气相沉积方法制备。[0008]本发明一种涡轮叶片用复合涂层的制备方法,按照以下步骤制备:[0009](1)底层的制备:[0010]首先采用超音速喷涂方法在涡轮叶片表面制备20~40μm左右的MCrAlY涂层,然后在1050℃进行真空扩散热处理2~4小时;[0011](2)底层后处理技术:[0012]针对步骤(1)制备的扩散态MCrAlY底层采用湿吹砂表面强化平整技术,提高防护涂层界面结合力,改善二次渗铝层结构