[發(fā)明專利]一種彌散氧化物鎳鋁合金制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310377732.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN103556110A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹肇麟;劉忠;王虎;吳云霞;劉建雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C10/48
• 分類號(hào): C23C10/48
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種彌散氧化物鎳鋁合金制備方法的制備方法，屬于抗高溫氧化涂層制備及性能技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

鎳基高溫合金是航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的主要材料之一。隨著現(xiàn)代航空業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)合金的抗氧高溫氧化能力提出更高的要求。在合金中添加少量的稀土和稀土氧化物，形成彌散分布的強(qiáng)化相，形成彌散氧化物強(qiáng)化合金，能夠顯著地提高氧化膜的抗剝落能力、降低恒溫及循環(huán)氧化速率，改善合金的抗高溫氧化性能。?

彌散氧化物涂層首次出現(xiàn)在1986年，Luthra采用等離子噴方法，涂層中添加彌散的Y₂O₃，雖然涂層的疏松缺陷較為嚴(yán)重，但抗高溫循環(huán)氧化能力比相同Y含量的合金涂層提高了一倍。蘇聯(lián)Paton焊接研究所采用雙蒸發(fā)源EB-PVD方法成功制備了一系列金屬－彌散氧化物涂層。周浪采用改進(jìn)的直流磁控濺射沉積工藝制備型CoCr-Y₂O₃和?CoCr-Cr₂O₃彌散氧化物涂層。李鐵藩等人采用復(fù)合電鍍及熱擴(kuò)散兩步法制取La₂O₃彌散氧化物涂層，但是，磁控濺射法效率較低。齊慧濱采用自行研制的高頻電脈沖沉積(HFESD)設(shè)備制備了Fe₂₀Cr_4.5Al-Y₂O₃彌散氧化物微晶涂層，含有Y₂O₃彌散氧化物顆粒的微晶涂層，完全消除了Al₂O₃氧化膜中的凸脊，細(xì)化了氧化膜的晶粒，抑制了氧化膜的剝落，大大地提高了氧化膜的致密性和粘附性。但是，這種方法適合于平面，對(duì)于不規(guī)則形狀的零部件效果較差。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種彌散氧化物鎳鋁合金的制備方法，目的是采用新的途徑，簡(jiǎn)化制備彌散氧化物鎳鋁合金涂層的工藝過(guò)程，獲得致密均勻、穩(wěn)定的抗高溫氧化涂層，使彌散氧化物鎳鋁合金涂層能夠得到更為廣泛的應(yīng)用。?

本發(fā)明是利用鎳基合金表面滲鋁時(shí)的擴(kuò)散特性，采用純鋁做為供鋁劑，經(jīng)過(guò)球磨預(yù)處理，將超細(xì)的稀土氧化物粉末彌散分布在純鋁粉顆粒內(nèi)。鎳基合金在擴(kuò)散滲鋁時(shí)，基體的鎳向外擴(kuò)散，形成鎳鋁金屬間化合物，同時(shí)，彌散分布在純鋁顆粒內(nèi)的稀土氧化物保留在鎳鋁金屬間化合物組織內(nèi)，從而形成彌散氧化物鎳鋁合金涂層（彌散氧化物鎳鋁合金）。具體步驟包括如下：?

（1）將純鋁粉和稀土氧化物粉末按照95～99.5wt%：0.5～5wt%的比例混合，然后將混合物球磨，超細(xì)的金屬氧化物彌散分布在鋁粉顆粒中；

（2）將步驟（1）中的球磨后的混合物作為供鋁劑、NH₄Cl作為助滲劑，清漆作為粘結(jié)劑，按照供鋁劑：助滲劑：粘結(jié)劑為30～70wt％：1～5wt％：25～69wt%的比例混合，充分研磨后與濃度為10～15wt%的聚乙烯醇溶液按照固體與液體的質(zhì)量百分比20～50?wt％：50～80wt%的比例混合，再進(jìn)行充分研磨并攪拌，制成滲鋁料漿；

（3）以純鎳或鎳基合金為基體，用浸涂或刷涂的方法，將滲鋁料漿均勻涂覆在基體表面得到試樣，干燥后，在惰性氣體或真空環(huán)境中，以5～10℃/分鐘的加熱速度，將試樣加熱到600～900℃，保溫2～10小時(shí)后隨爐冷卻即得到彌散氧化物鎳鋁合金。

所述純鋁粉的粒度為10～60微米，純度99.5wt%以上。?

所述稀土氧化物粉末包括氧化釔（Y₂O₃）、氧化鉿（HfO₂）和氧化鈰（CeO₂）的一種或幾種的任意比例混合物，粉末顆粒尺寸為20～100納米。?

所述混合物球磨的條件為轉(zhuǎn)速60～600轉(zhuǎn)/分鐘，處理時(shí)間為1～6小時(shí)。混合物球墨采用干法或濕法球磨，濕法是采用純乙醇完全淹沒粉末進(jìn)行球磨，然后干燥。?

所述清漆又名凡立水，是由樹脂為主要成膜物質(zhì)在加上溶劑組成的涂料。?

所述步驟（3）中，鎳基合金為純鎳或鎳基合金；試樣可以為矩形、圓形或不規(guī)則形狀。?

所述鎳基合金為牌號(hào)為NS和GH系列的鎳基合金。?

所述步驟（3）中浸涂是將鎳基合金試樣1～5次浸入滲鋁料漿，每次停留5～20秒；刷涂是在鎳基合金試樣表面刷涂1～5次。?

所述步驟（3）中涂覆好的試樣干燥是在先室溫下放置0.5～2小時(shí)，再在80～100℃烘干1～2小時(shí)。?