[發(fā)明專利]鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611060743.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106756739B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹將棟;高可可;陳燕;曹雪玉;徐丹;杭小虎;丁建波;嚴(yán)帥;魯華賓;陸立新
• 申請（專利權(quán)）人: 南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/073;C22C30/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發(fā)明公開了一種鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層，該涂層采用采用等離子噴涂制得，等離子噴涂的噴涂粉末的成分為：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。本發(fā)明的涂層致密度達(dá)到98%，結(jié)合力達(dá)到70Mpa，具有很好的抗高溫氧化性能，1100℃下熱震性能超過300次，并具有較好的自愈和功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層的制備方法。

背景技術(shù)

GH202主要用于制造航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，正常使用溫度為850℃，超過這一溫度，合金的抗高溫氧化性能將急劇下降。然而由于其特殊的服役環(huán)境，實際使用溫度可能會達(dá)到1100℃以上。未來發(fā)動機(jī)的推重比將達(dá)到12-15，其進(jìn)口溫度也會更高，這就加速了合金的氧化腐蝕，在合金表面制備一層抗高溫氧化腐蝕的涂層是解決這一問題的有效手段。目前很多涂層材料在1100℃以上服役時其效果不太理想，主要是涂層與基體熱膨脹系數(shù)不匹配，在熱疲勞條件下會產(chǎn)生剝落，因此新型涂層材料的開發(fā)和制備工藝變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層，提高抗高溫氧化性能和熱震性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層，該涂層采用等離子噴涂制得，等離子噴涂的噴涂粉末的成分為：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。

本發(fā)明的涂層中Ta元素可以增加涂層的硬度，降低裂紋敏感性，同時還具有吸養(yǎng)作用，抑制涂層中其它元素的氧化。

本發(fā)明的鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層的制備方法，包括如下步驟：

（1）將鎳基高溫合金試樣用線切割加工成40mm×40mm×5mm, 在SiC砂紙上磨至180鉬，在丙酮里浸泡10h，并用超聲波清洗機(jī)清洗，吹干；

（2）將試樣夾在夾具上，用16# 剛玉，在4個大氣壓縮空氣下進(jìn)行噴砂粗化處理；

（3）將試樣預(yù)熱至400℃，采用高能等離子噴涂；

（4）噴涂涂層厚度為148-152um。

進(jìn)一步地，高能等離子噴涂的主氣為N₂，輔氣和載氣為Ar₂；噴涂功率為30Kw，距離為100mm，主氣流量為60L/min，輔氣流量為25L/min，載氣流量為2r/min。

進(jìn)一步地，噴涂涂層厚度為150um。

本發(fā)明在等離子噴涂前先進(jìn)行噴砂處理，噴砂處理主要是除去基體表面的氧化膜并使表面粗糙度增加從而增加基體與涂層的結(jié)合力。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的涂層致密度達(dá)到98%，結(jié)合力達(dá)到70Mpa，本發(fā)明的涂層1100℃下熱震性超過300次，本發(fā)明的涂層，在高溫狀態(tài)下熔融的硅流動到裂紋處將裂紋重新填滿，使得涂層在高溫下具有自愈和的功能。

附圖說明

圖1為CoCrAlYTaSi涂層截面微觀結(jié)構(gòu)圖。

圖2為CoCrAlYTaSi涂層為EPMA分析的元素分布圖。

圖3為熱震實驗后涂層表面相貌圖。

具體實施方式

實施例1

鎳基高溫合金CoCrAlYTaSi涂層，該涂層采用等離子噴涂制得，等離子噴涂的噴涂粉末的成分為：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。涂層厚度為150um。