抗高温材料用表面合金涂层复合材料、涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗高温材料用表面合金涂层复合材料、涂层及其制备方法，其特征在于：所述表面合金涂层复合材料由具有面心立方结构的金属合金粉末和搪瓷粉制成，其成分配比为10-70wt%金属合金粉末，搪瓷粉余量；所述金属合金粉末选择NiCrAlX、NiCrX和NiCoCrAlX中至少一种，其中X为铪、锆、稀土元素和混合稀土中至少一种，混合稀土可以为两种或两种以上稀土元素同时使用，或稀土元素与Na、K、Ca、Sr、Ba之一种或多种组合使用。所述表面合金涂层复合材料可以改善高温合金基体的抗高温氧化和热腐蚀性能、断裂韧性和抗热震性能。采用该材料制备的热防护涂层致密，连续，光滑，与高温合金基体能形成至少部分冶金结合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属高温防护领域，特别提供一种抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料及其制备方法。
技术介绍
各种涡轮机，如蒸汽轮机和燃气轮机，其热端组件一般工作在恶劣环境中。这些恶劣环境可以引起冲蚀、高温氧化、热腐蚀及其组合破坏。此外，热疲劳还可引起组件开裂，长时间运行后进一步导致组件断裂。为了追求更高的发电效率和降低碳排放，涡轮机的工作温度需要不断提高。但工作温度的提高，应提高热端组件的耐热性能。因此，高温合金零件应用时需要施加抗氧化和耐热腐蚀的包覆涂层、热扩散涂层或热障涂层。在高温合金热端组件上的热障涂层包括金属粘结层和陶瓷隔热层。美国专利No.6,610,420报道了一种热障涂层的制备方法，他们在高温合金零件表面上先热喷涂一层组分A和组分B组成的抗氧化层，然后热喷涂一种组分C的粘结层，最后热喷涂一层陶瓷隔热层，其中组分A和C为NiCrAlY合金，组分B为NiSiCr合金。美国专利No.5,942,334报道了一种MCrAlY抗氧化合金，可以提升陶瓷层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料，其特征在于： 所述表面合金涂层复合材料由具有面心立方结构的金属合金粉末和搪瓷粉制成，其成分配比为10‑70wt%金属合金粉末，搪瓷粉余量； 所述金属合金粉末选择NiCrAlX、NiCrX和NiCoCrAlX中至少一种，粒径范围为0.1μm—15μm，其中X为铪、锆、稀土元素和混合稀土中至少一种，稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或钪；混合稀土可以为两种或两种以上上述稀土元素同时使用，或上述稀土元素与Na、K、Ca、Sr、Ba之一种或多种组合使用； 所述金属合金粉末中Cr含量为10wt%～40wt%，Al含量为0‑30...

【技术特征摘要】
1.一种抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料，其特征在于： 
所述表面合金涂层复合材料由具有面心立方结构的金属合金粉末和搪瓷粉制成，其成分配比为10-70wt%金属合金粉末，搪瓷粉余量； 
所述金属合金粉末选择NiCrAlX、NiCrX和NiCoCrAlX中至少一种，粒径范围为0.1μm—15μm，其中X为铪、锆、稀土元素和混合稀土中至少一种，稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥或钪；混合稀土可以为两种或两种以上上述稀土元素同时使用，或上述稀土元素与Na、K、Ca、Sr、Ba之一种或多种组合使用； 
所述金属合金粉末中Cr含量为10wt%～40wt%，Al含量为0-30wt%，X含量为0.1wt%-5wt%，且Cr、Al和X的总量占金属合金粉末总重量的25wt%～45wt%，Co的含量不高于Ni的含量，Ni余量。 
2.按照权利要求1所述抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料，其特征在于：所述表面合金涂层复合材料中的金属合金粉末可以部分被硬质增强相所替代，所述硬质增强相选择氧化铝、石英、ZrO2、Cr2O3、AlN、Si3N4、BN、SiC中之一或其任意组合，其含量不大于合金涂层复合材料重量的30wt%。 
3.按照权利要求2所述抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料，其特征在于：所述硬质增强相选自氧化铝或氮化铝或二者组合，其含量范围为合金涂层复合材料重量的5wt%-30wt%。 
4.按照权利要求2或3所述抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料，其特征在于：选用金属合金粉末、搪瓷和氧化铝颗粒，形成三元复合 涂层材料，其中氧化铝的含量占所述三元复合涂层材料的5wt%-30wt%。 
5.一种由权利要求1或2所述抗高温材料零件用的表面合金涂层复合材料制备的涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福会，朱圣龙，陈明辉，沈明礼，王成，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21