[發(fā)明專利]一種抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611071969.3
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108118190B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程玉賢;王璐;張春剛;袁福河;朱曉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C19/07;C22C30/00;C23C28/00;F02C7/24
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，高溫合金基體上依次為真空電弧鍍、等離子噴涂或超音速噴涂MCrAlY金屬粘結(jié)底層，等離子噴涂或電子束物理氣相沉積YSZ 陶瓷面層，磁控濺射或多弧離子鍍貴金屬純Pt面層，MCrAlY金屬粘結(jié)底層厚度為0.05～0.15mm，YSZ陶瓷面層厚度為30μm～100μm，貴金屬純 Pt面層厚度為10μm～60μm；

所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，具體步驟如下：

步驟1：對高溫合金基體進(jìn)行表面預(yù)處理；

步驟2：采用真空電弧鍍、等離子噴涂APS或超音速噴涂HVOF在高溫合金表面制備抗氧化腐蝕性能良好的MCrAlY金屬粘結(jié)底層，其成分為Al含量為8～12wt%，Cr含量為18～22wt%，Y含量為0.5～1wt%，M為Ni、Co或Ni+Co；

步驟3：對MCrAlY金屬粘結(jié)底層真空擴(kuò)散熱處理和吹砂預(yù)處理；

步驟4：在上述處理后的MCrAlY金屬粘結(jié)底層表面采用等離子噴涂APS或電子束物理氣相沉積EB-PVD方法制備YSZ 陶瓷面層，其中YSZ為7～8wt%Y₂O₃部分穩(wěn)定的ZrO₂；

步驟5：采用油石對YSZ 陶瓷面層進(jìn)行拋光處理；

步驟6：在拋光處理后的YSZ 陶瓷面層表面采用磁控濺射或多弧離子鍍方法制備貴金屬純Pt面層。

2.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟1中，對高溫合金合金試樣進(jìn)行濕吹砂處理，并進(jìn)行超聲波清洗、丙酮溶液浸洗、烘干；其中，濕吹砂工藝參數(shù)為：按重量百分比計(jì)，白剛玉砂含量20%～35%，其余為水；白剛玉砂粒度為180～280目，風(fēng)壓0.15MPa～0.25MPa，吹砂距離為180mm～350mm。

3.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟2中，真空電弧鍍制備MCrAlY金屬粘結(jié)底層的具體工藝參數(shù)如下：工作壓強(qiáng)6.0×10^-3Pa～6.0×10^-2Pa，電弧電流700～750A，工件電壓30～34V，涂敷時(shí)間110～130min，冷卻2.0～2.5h后取出樣品。

4.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，將沉積完MCrAlY金屬粘結(jié)底層試樣在1000℃～1050℃ 進(jìn)行真空擴(kuò)散熱處理2～4小時(shí)后進(jìn)行濕吹砂處理；濕吹砂工藝參數(shù)為：按重量百分比計(jì)，白剛玉砂含量20%～35%，其余為水；白剛玉砂粒度為180～280目，風(fēng)壓0.15MPa～0.25MPa，吹砂距離為180mm～350mm。

5.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟4中，電子束物理氣相沉積EB-PVD沉積YSZ面層工藝參數(shù)為：主真空室壓強(qiáng)5×10^-3Pa～5×10^-2Pa，電子槍電壓為17～20KV，靶材加熱電流為1～2A，工件轉(zhuǎn)速為10～20r/min，工件加熱溫度為900～950℃。

6.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟5中，將沉積完YSZ陶瓷面層采用油石拋光至粗糙度為0.8～1.2μm。

7.按照權(quán)利要求1所述的抗環(huán)境沉積物腐蝕熱障涂層的制備方法，其特征在于，步驟6中，多弧離子鍍沉積貴金屬純 Pt面層的具體工藝參數(shù)如下：本底真空度7×10^-4Pa～7×10^-3Pa，試樣溫度200～300℃，放電氣體為氬氣，氣體分壓2×10^-1Pa～3×10^-1Pa，靶電流30～50A，工作負(fù)電壓50～300V，涂敷時(shí)間50～70min，冷卻至室溫后取出樣品。