[發明專利]一種TiAl基合金熱障涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810244342.6
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108441854B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 陳亮維;全琪;劉子峰;李平安;易健宏
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00;C22C21/00;C23C4/129;C23C4/11;C23C4/18;C23C28/00
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1.一種TiAl基合金熱障涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)激光熔覆加工：利用乙醇清洗和噴砂對TiAl基合金進行處理后，進行預熱至50～200℃，之后在Ar氣保護下，采用同步送粉法將摻雜Ti、Nb和Zr的MCrAlY合金粉末進行激光熔覆，在TiAl基合金表面形成熔覆層；熔覆層厚度為50～200μm；

其中，TiAl基合金的組分按重量百分比計如下：Ti 41～45％、Al 46～50％、Si 0.1～0.3％、Mo 3～6％、Nb 1～3％、其他≤0.5％；

熔覆層的材料為摻雜Ti、Nb和Zr的MCrAlY合金粉末，組分按重量百分比計如下：M 30～40％、Cr 35～50％、Al 5～10％、Y 0.1～1％、Si 0.2～2％、Nb 0.5～1、Zr 0.5～1％、Ti10～20％、其他≤0.5％；其中，M為Ni、Co或者Ni+Co任意比例的混合物；

(2)機械加工：將熔覆層褶皺除去，得到光滑表面；

(3)超音速噴涂加工：將機械加工后得到的熔覆層表面清洗干凈，經過預熱至50～200℃處理之后，再利用超音速噴涂技術將Al₂O₃、ZrO₂和HfO₂的混合粉末噴射到清潔后的熔覆層表面；其中混合粉末組分按重量百分比計如下：Al₂O₃65～70％、ZrO₂ 25～30％、HfO₂ 1～5％；超音速噴涂技術具體參數為：煤油流量4.0L·min^-1，氧氣流量700L·min^-1，氫氣流量10L·min^-1，送粉速率70g·min^-1，噴涂距離為360mm，噴涂角60°，噴槍移動速度400mm·min^-1；

(4)激光重熔：對超音速噴涂混合粉末后的表面采用激光重熔加工，具體工藝如下：GSTFL6000型CO₂激光器，離焦量60mm，光斑直徑為4mm，保護氣體為氬氣，氬氣流速為25L·min^-1，激光功率為3kW，掃描速度為650mm·min^-1，即得TiAl基合金熱障涂層。