[發明專利]一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201711331008.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109207989B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 徐鑫良;劉風雷;王玉鳳
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;C23C10/26;C23C28/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層及其制備方法。該粘結涂層覆蓋在鎳基合金緊固件的表面，所述抗高溫粘結涂層包括中間層和潤滑層，所述中間層為鋁硅滲層，覆蓋在所述鎳基合金緊固件的表面，所述潤滑層為氮化硼涂層，覆蓋在所述鋁硅滲層外。在鎳基緊固件表面制備抗高溫粘結涂層后，可以防止高溫高應力條件下鎳基緊固件的粘結（或咬合）。采用該抗高溫粘結涂層的鎳基合金緊固件時，便于檢修，使鎳基緊固件拆卸自如，省時省力，同時對連接部件起到保護作用。此外，采用本發明的粘結涂層制備方法，操作簡便，節約了生產成本。

技術領域

本發明涉及涂層及其制備方法，特別是涉及一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層及其制備方法。

背景技術

由于鎳基合金在600-1200℃高溫下能承受一定應力并具有抗氧化或抗腐蝕能力，鎳基高溫合金緊固件廣泛應用于高溫條件下部件的連接。但是，在高溫及高應力耦合條件下，鎳基高溫合金緊固件會發生嚴重粘結（或咬合）導致拆卸困難。采用破壞性方法（如切割）拆卸緊固件，不僅費時費力，而且容易損傷連接部件。對于需頻繁拆卸的工作條件（如高溫設備研發過程、航天發動機的檢修），緊固件的粘結問題尤其突出。

目前，涂敷抗咬合劑是解決金屬部件咬合的常用手段。膏狀的抗咬合劑由增稠劑和固體潤滑材料組成。其中增稠劑由液態樹脂和油等有機物構成采用，固體潤滑材料包括金屬顆粒如銅、鋁、鎳甚至鉍，也包括石墨、二硫化鉬、氮化硼。然而，上述材料在氧氣條件下氧化易導致抗粘結性能下降或失效，因此在抗粘結部位處于低氧或無氧條件才能發揮良好效果。

另一種常用的方法是鍍銀工藝，一般它的使用溫度是650℃，勉強可以到730℃，在較高的溫度下，鍍銀無法達到良好的抗粘結要求，并且，銀元素可能導致基體產生銀脆。

因此，發明人提出了一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層及其制備方法。

發明內容

本發明實施例提供了一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層及其制備方法，通過在鎳基合金緊固件表面先涂覆鋁硅滲的中間層，再涂覆氮化硼的潤滑層，形成了抗高溫粘結層，解決了現有鎳基合金緊固件在高溫和高應力條件下會發生嚴重粘結（或咬合），導致不易拆卸的問題。

第一方面，本發明的實施例提出了一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層，所述粘結涂層覆蓋在鎳基合金緊固件的表面，所述粘結涂層包括中間層和潤滑層，所述中間層為鋁硅滲層，覆蓋在所述鎳基合金緊固件的表面，所述潤滑層為氮化硼涂層，覆蓋在所述鋁硅滲層外。

在第一種可能的實現方式中，所述鋁硅滲層中鋁的含量為5%—20%，硅的相應含量為95%—80%。

結合上述可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述鋁硅滲層的厚度為3μm至15μm。

結合上述可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述氮化硼涂層包括含量為50%—70%的氮化硼和相應含量為50%—30%的無機粘結劑。

結合上述可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述氮化硼涂層的厚度為2μm—10μm。

第二方面，本發明的實施例提出了一種鎳基合金緊固件用的抗高溫粘結涂層的制備方法，所述制備方法包括：

清潔基體，對所述鎳基合金緊固件進行噴砂處理，將表面的污物清除掉；

涂覆中間層，將水性的鋁硅粉漿料采用噴涂或者浸涂的方式，涂覆在被清潔后的所述鎳基合金緊固件表面，放置在100℃—200℃的溫度環境中進行預固化；

燒結中間層，將預固化后的涂層緊固件放入真空爐，進行高溫燒結，在所述緊固件表面形成滲層，通過控制溫度和時間控制所述滲層的厚度；

去除疏松層，采用表面噴砂工藝，將所述燒結中間層后的緊固件表面的浮灰去除，使所述中間層的厚度達到預定厚度要求；