[發(fā)明專利]一種TiAl合金表面的納米YSZ/NiCoCrAlYTa復(fù)合涂層的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210325149.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN114686794A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田世偉;張業(yè)飛;江海濤;張韻;楊禎彧;吳彥欣;徐偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/129
• 分類號(hào): C23C4/129;C23C4/134;C23C4/11;C23C4/073;C22C14/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種TiAl合金表面的納米YSZ/NiCoCrAlYTa復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，陶瓷面層為納米Y₂O₃-ZrO₂熱障層，采用超音速火焰噴涂；底層為NiCoCrAlYTa粘結(jié)層，采用大氣等離子噴涂；復(fù)合涂層與基體間形成機(jī)械結(jié)合，經(jīng)過高溫氧化后，會(huì)形成更加牢固的冶金結(jié)合。

2.如權(quán)利要求1所述TiAl合金表面的納米YSZ/NiCoCrAlYTa復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述陶瓷面層由5wt.％-8wt.％Y₂O₃與ZrO₂納米團(tuán)聚粉末噴涂而成，所述團(tuán)聚粉末的粒徑為26～53μm；所述粘結(jié)層是由合金粉末NiCoCrAlYTa噴涂制成，粘結(jié)層化學(xué)成分為20-25wt.％的Co、20-25wt.％的Cr、6-10wt.％的Al、1-5wt.％的Ta、0.1-1wt.％的Y，余量為Ni，所述合金粉末的粒徑為44～74μm。

3.如權(quán)利要求1所述TiAl合金表面的納米YSZ/NiCoCrAlYTa復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合涂層整體厚度為300-400μm，其中納米Y₂O₃-ZrO₂陶瓷面層厚度為200-250μm，NiCoCrAlYTa粘結(jié)層厚度為100-150μm。

4.如權(quán)利要求1-3任一所述TiAl合金表面的納米YSZ/NiCoCrAlYTa復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟：

(1)先將TiAl合金表面進(jìn)行預(yù)處理，后將帶有TiAl合金的工裝安裝至超音速火焰機(jī)床中；

(2)使用超音速火焰噴涂技術(shù)將所述的合金粉末NiCoCrAlYTa噴涂至TiAl合金表面，形成粘結(jié)層；超音速火焰噴涂技術(shù)的工藝參數(shù)為：

氧氣流量：1800-1900SCFH；

煤油流量：6-7GPH；

氣體流量：20-25SLPM；

送粉量：4-6RPM；

噴槍與工件間距：300-400mm；

機(jī)床轉(zhuǎn)速：150r/min；

(3)停止超音速火焰噴涂，完成粘結(jié)層的制備，工裝冷卻至室溫后，安裝至大氣等離子機(jī)床中；

(4)使用大氣等離子噴涂技術(shù)將納米團(tuán)聚粉末YSZ噴涂到粘結(jié)層表面，形成陶瓷面層；

(5)停止大氣等離子噴涂，完成陶瓷面層的制備，冷卻至室溫，得到高溫抗氧化的復(fù)合涂層。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)表面預(yù)處理過程中，線切割后進(jìn)行表面磨平，再使用16～24號(hào)剛玉進(jìn)行噴砂處理，使用口徑為10mm的噴槍，0.7GPa的工作壓力，噴距為120～150mm，使表面粗糙度達(dá)到4～6μm。

6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)制備粘結(jié)層的過程中，N₂為保護(hù)氣體，氣體流量為20-25SLPM。

7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述大氣等離子噴涂技術(shù)的工藝參數(shù)為：

噴涂電壓：30-35V；

噴涂電流：550-600A；

氣體流量：50-55SLPM；

送粉量：4-6RPM；

噴槍與工件間距：100-200mm；

機(jī)床轉(zhuǎn)速：100r/min。

8.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)制備陶瓷面層的過程中，以Ar和H₂為工作氣體，其中Ar的氣體流量為38-40SLPM，H₂的氣體流量為12-15SLPM。