[發明專利]一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法

有效

• 申請號: 202010848641.8
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112126889B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 羅麗榮;羅學維;段帥帥;靳洪允;侯書恩
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/073;C23C4/129;C23C24/10;C23C28/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孔燦

1.一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：通過對高溫合金基體層進行丙酮溶液浸洗、超聲清洗和噴砂預處理；

S2：采用同軸送粉激光3D打印技術，在高溫合金基體層構筑仿樹根結構；

S3：通過等離子噴涂方法在仿樹根結構界面和高溫合金基體層沉積YSZ陶瓷層；

步驟S2中的所述的仿樹根結構為多級分叉仿樹根結構，每個分叉仿樹根結構的間距S為1～20mm，高度H為50～500μm，分叉角θ為10～90°，分形長度L₁為50～500μm，厚度T為100～500μm，長度L₂為50～500μm，分叉級數為1～3級。

2.如權利要求1所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：所述仿樹根結構的材料為NiCoCrAlY或NiCrAlY。

3.如權利要求1所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：步驟S2中的3D打印技術采用纖維激光器，激光額定功率為500～1000W，激光束光斑直徑為50～200μm，激光功率為80～120W，送粉量為2～8g/min，掃描速率為5～15mm/s，用氬氣保護熔池，流量為3～6L/min。

4.一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：通過對高溫合金基體進行丙酮溶液浸洗、超聲清洗和噴砂預處理；

S2：通過等離子噴涂或者超音速火焰噴涂方法在預處理后的金屬基體表面沉積粘結層；

S3：采用同軸送粉激光3D打印技術，在粘結層界面構筑仿樹根結構；

S4：通過等離子噴涂方法在粘結層和仿樹根結構界面沉積YSZ陶瓷層；

步驟S2中的所述的仿樹根結構為多級分叉仿樹根結構，每個分叉仿樹根結構的間距S為1～20mm，高度H為50～500μm，分叉角θ為10～90°，分形長度L₁為50～500μm，厚度T為100～500μm，長度L₂為50～500μm，分叉級數為1～3級。

5.如權利要求4所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：所述的粘結層的材料為NiCoCrAlY或NiCrAlY；所述仿樹根結構與所述粘結層的材料相同。

6.如權利要求5所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：所述高溫合金基體為鐵基高溫合金基體、鎳基高溫合金基體或鈷基高溫合金基體中的一種。

7.如權利要求4所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：所述的粘結層的厚度為80～200μm。

8.如權利要求4所述的一種3D打印構筑仿生結構優化熱障涂層穩定性的方法，其特征在于：步驟S2中的3D打印技術采用的纖維激光器，激光額定功率為500～1000W，激光束光斑直徑為50～200μm，激光功率為80～120W，送粉量為2～8g/min，掃描速率為5～15mm/s，用氬氣保護熔池，流量為3～6L/min。