发明名称 通过控制热生长氧化层成分延长发动机热障涂层寿命的方法
摘要 本发明公开了一种通过控制热生长氧化层成分延长发动机热障涂层寿命的工艺方法,热障涂层用超音速火焰喷涂制备粘结层,用大气等离子的低能或者高能功率喷涂陶瓷层,然后对热障涂层进行真空热处理与大气扩散热处理复合的工艺,抑制尖晶石的过早出现,使得热生长氧化层的镶边以氧化铝为主。本发明在氧化铝与粘结层界面处形成大晶粒的特定取向的材料,阻止高温服役过程中氧的进一步大量侵入粘结层和基底金属,提高了热障涂层的高温服役寿命。
申请公布号 CN103160773A 申请公布日期 2013.06.19
申请号 CN201310057613.4 申请日期 2013.02.22
申请人 天津大学 发明人 韩玉君;陆冠雄;刘彻;郝立军;叶福兴
分类号 C23C4/18(2006.01)I 主分类号 C23C4/18(2006.01)I
代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人 王秀奎
主权项 通过控制热生长氧化层成分延长发动机热障涂层寿命的方法,其特征在于,按照下述步骤进行:步骤(1),对基底合金进行处理;步骤(2),在基底合金上使用超音速火焰喷涂制备粘结层,所述的超音速火焰喷涂工艺参数为:O2气压力和流量分别为0.7MPa和12m3/h,丙烷气压力和流量分别为0.6MPa和1.0m3/h,送粉气体N2的压力和流量分别为0.6MPa和0.96m3/h,送粉量为20‑60g/min,喷涂距离为260‑300mm,使用的粉末成份的质量百分比为32%Ni、21%Cr、8%Al、0.5%Y,其余为Co;步骤(3),在粘结层制备陶瓷层,选用大气等离子喷涂陶瓷层,所述的大气等离子喷涂工艺参数为:喷涂电压为60‑200V,喷涂电流为300‑600A,送粉量为20‑60g/min,枪速为200‑800mm/s,Ar气压力和流量分别为0.6MPa和40L/min,H2气压力为0.3MPa,喷涂距离为70‑120mm,所述陶瓷层组分的质量百分比为92%ZrO2和8%Y2O3;步骤(4),对上述制备的涂层进行预先真空热处理,形成一层阻氧的Al2O3,所述的真空热处理的工艺参数为:真空热处理温度为1050℃,真空热处理的总时间为4小时,升温阶段的真空度不低于7×10‑3Pa,恒温加热阶段的真空度保持不高于3×10‑3Pa,从室温开始升温,升温速度为8℃/min;步骤(5),最后进行高温热处理,所述高温热处理工艺参数选用下述三种的一种:(1)在大气环境中加热至950℃,保温扩散10小时;或者(2)在大气环境中加热至1000℃,保温扩散10小时;或者(3)在大气环境中加热至1100℃,保温扩散10小时。
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