[發(fā)明專利]稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料及其涂層制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210080767.4
• 申請(qǐng)日: 2022-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114540748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都布雷德科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C10/30
• 分類號(hào): C23C10/30
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 許澤偉

本發(fā)明屬于金屬表面高溫防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料及其涂層制備方法。針對(duì)現(xiàn)有滲層在高溫下容易氧化、脫落、失效的問(wèn)題，本發(fā)明提供了稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料，其原料組分按重量百分比計(jì)，包括粘結(jié)劑35～60％，稀土增強(qiáng)劑1～5％，Al粉30～50％，Si粉5～10％；其中，所述粘結(jié)劑的組成按占整個(gè)稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料原料組分質(zhì)量百分比計(jì)，包括：磷酸6～15％，氫氧化鋁2～5％，鋯溶膠5～10％，氧化鎂1.5～3％，鉻酐1～3％，余量為水。由于稀土元素的摻雜，本發(fā)明滲層最高應(yīng)用溫度可達(dá)1100℃，熱穩(wěn)定性能更優(yōu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面高溫防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料及其涂層制備方法。

背景技術(shù)

鎳基合金、鈷基合金的高溫防護(hù)多采用高溫滲鋁擴(kuò)散工藝，目前在航空、燃?xì)廨啓C(jī)等高溫零部件上廣泛應(yīng)用。其最主要的滲鋁方法有：漿料法滲鋁、固體粉末滲鋁、氣體粉末滲鋁。其中漿料法滲鋁具有操作簡(jiǎn)單、涂層均勻等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用，如專利CN109295412A采用漿料滲鋁方法，采用鋁粉、硝基清漆、乙酸異戊脂等按照一定方法配制成料漿后，按照清洗-吹砂-噴涂-真空擴(kuò)散熱處理工序，在高溫合金表面形成厚度均勻、連續(xù)的滲鋁層從而提高了高溫合金材料的抗氧化性能和耐腐蝕性能，但漿料存在有機(jī)溶劑，環(huán)境影響較大。專利CN102936713A采用鋁硅料漿制備滲鋁硅涂層，制備的鋁硅滲層具有優(yōu)良的耐高溫和抗氧化性能。但單純的鋁硅滲層由于高溫氧化生成氧化鋁中間層，從而導(dǎo)致滲層脫落、失效。因此，亟需研究一種既能保障滲層的高溫抗氧化性，提高滲層的韌性，又能延緩氧化鋁中間層生成的高溫滲鋁漿料用于滲鋁涂層。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明首先提供了稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料，其原料組分按重量百分比計(jì)，包括粘結(jié)劑35～60％，稀土增強(qiáng)劑1～5％，Al粉30～50％，Si粉5～10％；其中，所述粘結(jié)劑的組成按占整個(gè)稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料原料組分質(zhì)量百分比計(jì)，包括：磷酸6～15％，氫氧化鋁2～5％，鋯溶膠5～10％，氧化鎂1.5～3％，鉻酐1～3％，余量為水。

優(yōu)選地，所述稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料，其原料組分按重量百分比計(jì)，包括粘結(jié)劑45％，稀土增強(qiáng)劑5％，Al粉45％，Si粉5％；其中，所述粘結(jié)劑的組成按占整個(gè)稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料原料組分質(zhì)量百分比計(jì)，包括：磷酸10％，氫氧化鋁3％，鋯溶膠5％，氧化鎂2％，鉻酐3％，余量為水。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑中的水為去離子水。

其中，所述稀土增強(qiáng)劑為氧化鑭、氧化釔或氧化釓的一種或幾種。

其中，所述漿料pH值為1.5～3。

其中，所述漿料中，Al粉、Si粉為球形。

進(jìn)一步地，所述Al粉、Si粉粒徑為1～10微米。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供上述稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料的制備方法，包括以下步驟：

按重量配方比將磷酸、氫氧化鋁、鉻酐、水混合后，攪拌反應(yīng)，再將配方量的氧化鎂分散均勻，再加入鋯溶膠、稀土增強(qiáng)劑，分散均勻后加入Al粉、Si粉繼續(xù)攪拌均勻后，即得。

本發(fā)明還提供了上述稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料的使用方法，包括以下步驟：將稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料涂覆到基材上，在真空或惰性氣體保護(hù)下，經(jīng)熱處理，制備得到稀土增強(qiáng)高溫滲鋁涂層。

其中，所述的基材為高溫合金、碳鋼或不銹鋼。

其中，所述的涂覆包括：浸涂、刷涂或噴涂方式。

其中，漿料涂覆厚度30～100微米。

其中，所述的熱處理依次經(jīng)過(guò)低溫?zé)崽幚砗透邷責(zé)崽幚韮蓚€(gè)階段：低溫段溫度80～120℃，保溫≥30min；高溫段溫度800～1000℃，保溫≥120min。

本發(fā)明還提供上述稀土增強(qiáng)高溫滲鋁漿料作為稀土增強(qiáng)高溫滲鋁涂層的用途。