一种钴基合金叶片内腔及外表面渗铝的工艺方法

摘要

本发明属于热处理领域，具体为一种钴基合金叶片内腔及外表面渗铝的工艺方法。发动机高压涡轮导向叶片由DZ40M钴基铸造合金制造，是航空发动机的重要热端部件，工作环境较为苛刻，为提高叶片内外表面的抗氧化和抗腐蚀性能，高导叶片外流道表面采用了高温防护技术，即在高导叶片的内腔及外流道表面同时制备渗铝层，以提高叶片可靠性及使用寿命。本发明方法能够满足发动机高压涡轮导向叶片的设计制造要求，高导叶片外流道表面渗铝层深度为0.02mm～0.055mm，内腔渗铝层深度为0.01mm～0.035mm。采用化学气相沉积渗铝防护叶片表面效果显著，叶片抗氧化能力比基体提高2倍，抗腐蚀性能提高2倍，延长了叶片的使用寿命。

主权项

一种钴基合金叶片内腔及外表面渗铝的工艺方法，其特征在于，在钴基合金叶片的内腔及外流道表面同时制备渗铝层，具体步骤如下：(1)将铝颗粒平铺于反应器中；(2)对钴基合金叶片待沉积涂层部位进行水吹砂处理，去除表面氧化层；(3)将钴基合金叶片放在质量分数为5％～10％水基清洗剂溶液中，使用超声波清洗机超声波清洗20～30min后，用清水漂洗干净，无水乙醇脱水、电吹风机吹干；(4)将钴基合金叶片装于夹具上，将装有钴基合金叶片的夹具置于化学气相沉积设备的反应室工位上；(5)将加热炉升温至1000～1100℃，反应室真空度为80～120mbar，反应器温度200～400℃，向反应器内通入H₂，H₂气体流量为20～40L/min，消除叶片表面氧化物污染层并保证炉温均匀性，通入HCl气体与内置发生反应器和外置发生反应器中的铝颗粒反应，HCl气体流量为0.5～2L/min，生成活性的AlCl₃前驱体，然后在载气H₂的输送下到反应室内与叶片基体发生化学反应，沉积涂层的时间为4h～5h；(6)移开加热炉，将鼓风机罩在反应器上方，通H₂和N₂冷却，设定N₂气流量20L/min～40L/min，移开鼓风机和反应器，从工位上取下钴基合金叶片。