[發(fā)明專利]一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法

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• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111719127A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 黃宇彬;朱劉;童培云;何坤鵬;錢增杰
• 申請（專利權）人: 先導薄膜材料（廣東）有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22C1/03;C22C19/05;C22F1/10;B22D13/00
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本發(fā)明揭示了一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法，包括以下步驟：將鎳和鉻混合一同置于第一真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻中間合金熔液；將鋁和釔混合一同置于第二真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鋁釔中間合金熔液；將鎳鉻中間合金熔液、鋁釔中間合金熔液和硅混合一同置于第三真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻鋁釔硅合金熔液；將鎳鉻鋁釔硅合金熔融液體置于石墨模具中進行離心澆鑄后得到鎳鉻鋁釔硅合金靶材鑄錠；將鎳鉻鋁釔硅合金靶材鑄錠依次進行退火、去氧化、機加工后，得到鎳鉻鋁釔硅合金靶材。本發(fā)明提供的一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法，采用離心澆鑄，能有效解決現(xiàn)有技術使用重力澆鑄制合金中存在大量的縮孔和疏松等缺陷等技術問題。

技術領域

本發(fā)明涉及合金靶材制備技術領域，尤其涉及一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法。

背景技術

燃氣輪機作為一種動力機械，廣泛用于航空、發(fā)電、原油和天然氣輸送、交通運輸以及冶金，化工等部門。燃氣輪機葉片在服役過程中遭受高溫氧化和熱腐蝕破壞，為提高葉片使用壽命，保證燃氣輪機的安全穩(wěn)定運行，采用防護性涂層是目前最有效的辦法。鎳鉻鋁釔硅為常見的高溫防護涂層，與基體具有很好的粘附性和較低的互擴散性，而且有很好的抗高溫氧化，抗熱腐蝕性能，以及高的韌性和抗熱疲勞強度。鎳鉻鋁釔硅合金靶材廣泛用于航空等各類燃氣輪機熱端部件，如渦輪機工作葉片、導向熱片、燃燒室等部件，通過多弧離子鍍機將鎳鉻鋁釔硅合金靶材鍍在渦輪機工作葉片、導向熱片、燃燒室等部件上，有效延長渦輪機工作葉片、導向熱片、燃燒室等部件的使用壽命。近年來，隨著我國航空事業(yè)發(fā)展，鎳鉻鋁釔硅合金靶材的需求量增大，同時具有很重要的戰(zhàn)略意義。

鎳鉻鋁釔硅防護涂層是其合金靶材通過多弧離子鍍、電子束物理氣相沉積、濺射等噴涂方法，基體上加很高的負偏壓，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)的物質(zhì)部分離化，在氣體離子或者被蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時把鎳鉻鋁釔硅合金靶材的蒸發(fā)物質(zhì)或者反應物沉積在基片上。所以，鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備和質(zhì)量保證是鎳鉻鋁釔硅防護涂層使用的基礎，是基片上鎳鉻鋁釔硅防護涂層穩(wěn)定性的有力保障。鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備通常是采用真空熔煉和鑄造技術，但是在制備過程中生產(chǎn)效率較低。

且Ni、Cr、Al、Y、Si等各元素密度和熔點差異非常大，所以要制備組分均勻的合金十分困難，現(xiàn)有技術在制備鎳鉻鋁釔硅合金過程中使用重力澆鑄成型的鎳鉻鋁釔硅合金靶材組分不均勻，而且成本過高，合金鑄錠中存在大量的縮孔和疏松等缺陷，另外該合金熔煉熱膨脹系數(shù)大、縮孔十分深，使用重力澆鑄成型將會嚴重影響材料澆鑄成型。現(xiàn)有技術制備鎳鉻鋁釔硅合金仍然存在缺陷，合金鑄錠中存在大量的縮孔和疏松等缺陷，嚴重制約著鎳鉻鋁釔硅防護涂層的使用和發(fā)展，嚴重制約著鎳鉻鋁釔硅防護涂層的使用和發(fā)展。

鑒于現(xiàn)有技術的不足，一種能有效解決合金靶材組分不均勻且成本過高的鎳鉻鋁釔硅合金靶材制備方法是本行業(yè)內(nèi)急需的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法。

為實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。

本發(fā)明提供了一種鎳鉻鋁釔硅合金靶材的制備方法，包括以下步驟：

將鎳和鉻混合一同置于第一真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻中間合金熔液；將鋁和釔混合一同置于第二真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鋁釔中間合金熔液；將所述鎳鉻中間合金熔液、鋁釔中間合金熔液和硅混合一同置于第三真空熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻鋁釔硅合金熔液；將鎳鉻鋁釔硅合金熔融液體置于石墨模具中進行離心澆鑄后得到鎳鉻鋁釔硅合金靶材鑄錠；將鎳鉻鋁釔硅合金靶材鑄錠依次進行退火、去氧化、機加工后，得到鎳鉻鋁釔硅合金靶材。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟將鎳和鉻混合一同置于真空度熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻中間合金熔液中，鎳和鉻混合的質(zhì)量比為3：1至5：1。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟將鎳和鉻混合一同置于真空度熔煉爐內(nèi)的坩堝里熔煉得到鎳鉻中間合金熔液中，熔煉加熱的溫度為1700～1750℃。