[發明專利]NiAlW粉末及制備方法

有效

• 申請號: 200710150223.6
• 申請日: 2007-11-19
• 公開（公告）號: CN101158016A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 于月光;曾克里;許根國;劉海飛
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: C23C4/08
• 分類號: C23C4/08;C22C19/03;B22F9/08
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

【技術領域】

本發明涉及航空、航天等領域的關鍵部件涂料，特別是一種NiAlW粉末及制備方法。

【背景技術】

研制現代化燃氣渦輪發動機時，無論是提高發動機本身的效率，還是提高發動機部件特別是壓氣機的效率都具有很大的意義。而發動機熱端部件，尤其是燃燒室部件，所使用材料的耐熱性非常重要。為此，需要在材料表面上涂敷各種不同的耐熱涂層，以降低由于高溫產生的氣體腐蝕、材料磨損。

為尋求各種條件下的高性能熱障涂層材料，國內外開展了大量的研究工作。熱障涂層本質上是一種熱導率或熱擴散率非常低的涂層，工作時經受高溫熱流，承受很大的溫度梯度。歐洲Volvo公司的研究將熱障涂層在發動機中的作用歸結為：(1)延長部件使用壽命；(2)提高發動機效率(通過提高渦輪機的工作溫度)；(3)提高燃燒溫度；(4)改進燃燒效率；(5)減少部件的瞬時應力。尋求性能合適的熱障涂層材料的工作實際上包括兩個方面，一方面是面層材料用于直接承受燃燒環境下的熱流腐蝕及磨損；另一方面是底層材料。由于熱障涂層面層為保證優異的耐熱性能通常采用陶瓷材料作為主要乃至全部組份，而陶瓷材料與基體合金間存在較大的熱物理(包括熱膨脹)性能差異，極易因熱沖擊疲勞而與基體剝離。底層材料正是起著一種極其重要的承上起下的提高結合力作用，同時還要具備優異的高溫耐熱性能。目前，國內外已研究開發出了數種系列的熱障涂層材料。面層較多使用的是氧化釔穩定的氧化鋯等氧化物陶瓷，底層則使用MCrAlY等合金。由于這些材料多以粉末狀態進行等離子噴涂，對于燃燒室及火焰穩定器在高溫下承受巨大的熱沖擊，故存在不足，因而需要研制的底層涂層一方面要有保持較高的隔熱性能，同時更要進一步提高涂層結合性能。

【發明內容】

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，而提供一種NiAlW粉末及制備方法，該NiAlW粉末具有較高的隔熱性能和涂層結合性能。

本發明為解決上述問題設計了一種NiAlW粉末。它含有以下組分(按重量百分比)：

Al：18～24％；W：2～5％；Cr：1～8％；Ni：63～79％。

所述NiAlW粉末的粒度為：粉末在-0.053+0.045mm所占比例為10～20％，-0.045mm所占比例80～90％，+0.053mm所占比例為零。

本發明還公開了NiAlW粉末的制備方法，其特征在于所述制備流程為：按比例選用Al、W、Cr、Ni為原料，采用高壓惰性氣體霧化技術獲得NiAlW合金粉末，經粉末篩分，制備出NiAlW合金粉末。

本發明的有益效果是：新研制的鎳鋁鎢合金粉末材料與其它高溫打底層材料鎳鋁、MCrAlY等不同，結合強度較高，耐高溫，且制備工藝簡單，成本低。不僅由于鎳鋁在噴涂過程中放熱反應增強了涂層結合強度，更為重要的在于因鎢等合金粉末的加入，明顯提高了耐熱沖擊疲勞性能。這種新的打底層材料拓寬了我國涂層材料種類，為航空、航天等領域的關鍵部件涂敷解決了技術瓶頸。：NiAlW粉末制備的涂層，

【附圖說明】

圖1為采用本發明所制備的NiAlW掃描電子顯微鏡SEM照片。

以下結合本發明的實施例參照附圖進行詳細敘述。

【具體實施方式】

本發明選用Al、W、Cr、Ni等合金為原料，采用高壓惰性氣體霧化技術獲得NiAlW合金粉末，通過嚴格控制粒度篩分，制備出合格的合金粉末。具體方法如下：

1、選擇合金成分

合金成分為：18～24重量％Al，2～5重量％W，1～8重量％Cr，63～79重量％Ni，選用的Al、W、Cr、Ni分別為工業純Al、純W、純Cr、純Ni。

2、氣霧化制粉

將上述合金放入非真空霧化設備，利用中頻感應加熱，升溫至1300～1550℃，保溫時間10～60min，采用常規的NiAlW合金精煉除氣操作后制取該合金粉末，氣霧化工藝參數為：霧化氣體為氬氣，霧化壓力為2～4MPa，導流管直徑為4～10mm。

3、粉末篩分

將上述粉末通過氣旋振動篩，制取合格粒度的粉末，具體的粉末粒度要求如下：粉末在-0.053+0.045mm所占比例為10～20％，-0.045所占比例80～90％，+0.053所占比例為零。

實施例1