一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102345099A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102345099A(43)申请公布日2012.02.08(21)申请号201110274738.3(22)申请日2011.09.15(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人张程煜曹华伟乔生儒折洁韩栋李玫(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.C23C14/32(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法(57)摘要本发明涉及一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，技术特征在于：以纯Ti作为过渡层，TiN作为中间层，表面层由TiAlN层组成；涂层的制备方法包括：工件表面清洗、离子轰击清洗、制备过渡层、制备中间层和制备表层TiAlN层。本发明中涉及的涂层采用带有磁过滤的电弧离子镀设备制备，靶材为纯Ti靶和纯Al靶，工作气体采用氩气，反应气体采用氮气。本发明涂层的显微硬度为1800～2500HV0.1，涂层表面光滑致密、涂层均匀、大颗粒较少，涂层与基体结合力的临界载荷为15～20N，涂层与基体的结合力良好，涂层的厚度为2～3μm。CN1023459ACCNN110234509902345119A权利要求书1/1页1.一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1工件表面预处理：将超超临界汽轮机叶片工件置于盛有丙酮溶液中的超声清洗机中进行超声清洗20min，然后将清洗后的工件放入无水乙醇溶液中脱水处理后干燥；步骤2工件加热：将清洗后的工件放入带有磁过滤的电弧离子镀膜机中圆柱形工件杆上，工件表面与圆柱形真空室的内壁平行；将镀膜机炉体真空室抽真空到＜6.0×10-3Pa后，开启加热器，将真空室温度加热到450℃后进行保温，保温时间为10min；步骤3工件表面清洗：通入Ar气使镀膜机真空室真空度为8～10×10-1Pa，开启偏压电源，使用的脉冲偏压的幅值和占空比分别为800～1000V和60％～70％；然后开启Ti靶并开启磁过滤，调节磁过滤线圈电流为10～20A，Ti靶电流为80～100A，清洗时间为10min；工件架转速为3～6转/min；所述Ti靶为独立的纯Ti靶；步骤4制备过渡层：保持步骤4中Ti靶电流以及磁过滤线圈电流不变，调节脉冲偏压幅值和占空比分别为400V和50％，调节Ar气流量使真空室内真空度为3×10-1Pa～5×10-1Pa，进行纯金属Ti过渡层的沉积，沉积时间为30min，沉积温度为450℃；步骤5中间层制备：保持步骤5中Ar气流量、Ti靶电流、磁过滤线圈电流、偏压幅值及-1占空比不变，开启N2质量流量计使炉体真空度变为5～8×10Pa，沉积时间为30min，沉积温度为450℃；步骤6表面层制备：在步骤6的基础上进行表面TiAlN层的沉积，开启Al靶并调节其电流为70～90A，沉积时间为60min，沉积温度为450℃，待冷却后在汽轮机叶片表面得到多层抗点蚀涂层；所述Al靶为纯Al靶。2.根据权利要求1所述一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述的独立的纯金属Ti靶的纯度均为99.99％。3.根据权利要求1所述一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述的Al靶的纯度均为99.99％。4.根据权利要求1所述一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述的氮气的纯度为99.99％。5.根据权利要求1所述一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，其特征在于：所述的氩气的纯度为99.99％。2CCNN110234509902345119A说明书1/4页一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，特别是涉及一种超超临界汽轮机叶片材料表面多层抗点蚀涂层的制备方法，利用带有磁过滤的电弧离子镀技术制备多层TiAlN涂层的方法，其中过渡层为纯金属Ti，中间层为TiN，表面层为TiAlN涂层。背景技术[0002]超超临界火力发电技术通过提高蒸汽温度(600℃-650℃)和压力(25-28MPa)来提高发电效率。然而对于超超临界汽轮机叶片而言不但工作温度高，还受到水蒸气、活性Cl-离子等因素的综合作用，使得超超临界汽轮机叶片材料的耐腐蚀性能，尤其是抗点蚀性能，会非常迅速地下降，材料的使用寿命降低。因此提高超超临界汽轮机叶片材料的抗点蚀性能尤为重要，利用涂覆技术在叶片表面制备涂层是一种非常有效的途径。[0003]离子镀TiN涂层由于具有较高