[發明專利]一種耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201611124328.X
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN108203799B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 宋佳;王璐;張春剛;李明康;張佳平
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/134;C23C2/02;C22C19/05;C22C19/03;F01D25/00;F04D29/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本技術屬于航空發動機壓氣機機匣內壁等部件的氣路封嚴涂層技術，特別是涉及一種耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層及其制備方法。該方法包括如下步驟：(1)底層制備，采用大氣等離子噴涂方法在高溫合金基體表面制備NiAl底層；(2)可磨耗面層制備，采用大氣等離子噴涂方法在NiAl底層上制備NiCrAl/BN面層，NiCrAl/BN面層的相組成為NiCrAl合金相及非金屬相h?BN，所制備的NiCrAl/BN面層呈典型的多孔多相結構。采用本發明獲得的耐腐蝕封嚴涂層，具有良好的抗海洋環境腐蝕能力，在經受海洋環境腐蝕后其涂層硬度、結合強度等性能衰減量低，滿足航空發動機氣路封嚴的使用要求。

技術領域

本技術屬于航空發動機壓氣機機匣內壁等部件的氣路封嚴涂層技術，特別是涉及一種耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層及其制備方法。

背景技術

目前，航空發動機從風扇、高壓壓氣機到渦輪機匣表面都采用了不同的可磨耗封嚴涂層，封嚴涂層通過減小機匣與葉片尖端之間的間隙，來減少氣流的徑向損失以提高發動機的效率并降低油耗。但目前航空發動機用可磨耗封嚴涂層普遍存在抗腐蝕能力弱，腐蝕后涂層性能下降快，導致涂層失效引發飛行事故。因此，發展具有耐海洋環境腐蝕的可磨耗封嚴涂層是其應用發展的必然方向。目前可磨耗封嚴涂層的耐海洋腐蝕性能未列入涂層性能的考核指標，尚未出現具有抗海洋腐蝕能力的可磨耗封嚴涂層。所以，在保證涂層其他性能不變或提升的情況下，開發具有高耐蝕性的封嚴涂層，具有良好的應用前景和廣闊的市場空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層及其制備方法，應用于航空發動機壓氣機機匣內壁，可以顯著提升封嚴涂層的抗腐蝕性能，有效提高其壽命和可靠性。

本發明的技術方案是：

一種耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層，采用大氣等離子噴涂NiAl底層和多孔多相NiCrAl/BN面層，雙層組成的耐腐蝕可磨耗封嚴涂層，其中NiAl底層厚度為0.1mm～0.2mm，NiCrAl/BN面層厚度為2.0mm～2.5mm。

所述的耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層的制備方法，具體步驟如下：

(1)底層制備

采用大氣等離子噴涂方法在高溫合金基體表面制備NiAl底層；

(2)可磨耗面層制備

采用大氣等離子噴涂方法在NiAl底層上制備NiCrAl/BN面層，NiCrAl/BN面層的相組成為NiCrAl合金相及非金屬相h-BN，所制備的NiCrAl/BN面層呈典型的多孔多相結構。

所述的耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層的制備方法，面層制備過程包括除油、吹砂前保護、零件吹砂、等離子噴涂、清理，具體過程如下：

(1)噴涂涂層前，對零件進行除油處理，采用丙酮或者汽油擦洗；

(2)進行吹砂前保護，采用工裝或保護膠帶對零件非噴涂區域進行保護；

(3)進行零件噴砂處理，活化和粗化零部件表面，采用40目～80目白剛玉砂，吹砂壓力為0.1MPa～0.3MPa；

(4)進行大氣等離子噴涂，大氣等離子噴涂參數為：電流300A～500A，氬氣流量為50L/min～100L/min，氫氣流量為3L/min～8L/min，送粉速率為30g～50g，噴涂距離為90mm～130mm，噴涂角度為75°～90°；

(5)噴涂結束后，去除保護膠帶或者拆除保護夾具。

所述的耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層的制備方法，大氣等離子噴涂NiAl底層所用NiAl合金粉末粒度在50μm～80μm之間。

所述的耐海洋腐蝕熱噴涂可磨耗封嚴涂層的制備方法，按重量百分比計，NiAl底層中，Ni 90％～95％，Al 5～10％。