[發明專利]一種制備鉑鋁涂層的方法

有效

• 申請號: 202011177883.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112301389B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張正義;張曉鋒;王國奇;魏九高;尋丹;彭敬
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: C25D3/50
• 分類號: C25D3/50;C25D5/48;C23C10/08
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種制備鉑鋁涂層的方法，包括以下步驟：(1)電鍍鉑；(2)清理零件表面污物；(3)預擴散處理；(4)滲劑配制；(5)高溫氣相滲鋁：將零件和滲鋁滲劑于1000～1100℃下保溫5～7h進行高溫氣相滲鋁，得滲鋁后的零件；(6)吹砂清理，得帶有鉑鋁涂層的零件。本發明的鉑鋁涂層可應用于新一代渦槳/渦軸發動機渦輪部件，提高其使用溫度和工作壽命。由于有Pt元素的改性，涂層服役溫度可提升至1100℃，在950℃以上可長期使用。

技術領域

本發明涉及一種制備鉑鋁涂層的方法，特別地，涉及一種利用高溫氣相滲鋁制備鉑鋁涂層的方法。

背景技術

發動機渦輪葉片通常采用滲鋁涂層提高其抗高溫氧化及燃氣腐蝕能力，涂層在使用過程中，在涂層-介質和涂層-基體合金這兩個界面上發生變化，變化的總趨勢是賴以形成保護性氧化膜的元素濃度逐漸降低，以至最后不能形成保護性氧化膜，于是涂層失效，單一滲鋁涂層在900℃時有較好的抗高溫氧化及燃氣腐蝕性能，其使用時間可達1000小時以上，但在950℃以上，其涂層-基體界面相互反應明顯加速，這就限制了單一滲鋁涂層在950℃以上的長期使用。

而且，現有技術中，對發動機渦輪葉片的滲鋁，采用單一滲鋁工藝，滲鋁滲劑使用后易結塊，不利于重復使用，且得到的滲鋁層質量不太穩定。

發明內容

本發明提供了一種制備鉑鋁涂層的方法，以解決現有技術中制備的滲鋁涂層不能在950℃以上長期使用的技術問題。

本發明要解決的另一個技術問題是，使得滲鋁滲劑使用后可以重復使用。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，

本發明之制備鉑鋁涂層的方法，具體包括以下步驟：

(1)電鍍鉑：對需要制備鉑鋁涂層的零件部位電鍍鉑4～8μm厚；

要求電鍍鉑層無起皮、褶皺和剝落等缺陷；

通過在不同厚度電鍍鉑層零件上進行高溫氣相滲鋁獲得鉑鋁涂層，并對鉑鋁涂層進行厚度、組織、成份分析，依據分析結果調整、修正電鍍鉑層厚度，并通過進一步驗證試驗確定4～8μm電鍍鉑層厚度范圍為最優選擇，鉑層厚度不夠或太厚都會影響最終所得鉑鋁涂層零件的性能。

(2)清理：清理零件表面油污等污物；

進一步，步驟(2)中，可用粒徑小于或等于200目的剛玉砂，在壓力為(1～1.5)×10⁵Pa的條件下進行干吹砂，以清除表面污物。

(3)預擴散處理：將零件在真空壓強≤1.33×10^-1Pa、溫度為950～1050℃下保溫1.5～2.5h；

進一步，步驟(3)中，優選在真空爐內進行預擴散處理。

本步驟中，預擴散的作用是提前讓鍍鉑層與基體互擴散，防止鍍鉑層的起皮，為后續滲鋁做準備；預擴散要求真空度高，當真空度不好時，預擴散后的表面質量會影響后續滲鋁效果，導致最終鉑鋁涂層質量不好。

(4)滲劑配制：配制滲鋁滲劑，滲鋁滲劑包括以下重量百分比的原料：鋁粉8－12％、氯化銨2～2.5％、三氧化二鋁粉末85.5－90％；

進一步，步驟(4)中，使用過的滲鋁滲劑，可以重復使用，在每一次使用之前向余下滲鋁滲劑內加入相當于余下滲鋁滲劑質量8－12％的鋁粉和2～2.5％的氯化銨。

進一步，步驟(4)中，所述鋁粉的粒度D90為35～38微米。

進一步，步驟(4)中，所述三氧化二鋁粉末為磨料級，粒度D90為105～152微米(優選110～120微米)。

(5)高溫氣相滲鋁：將經步驟(3)處理的零件和步驟(4)配制的滲鋁滲劑于1000～1100℃下保溫5～7h進行高溫氣相滲鋁，得滲鋁后的零件；