一种在Nb‑Si基合金上制备高温抗氧化涂层的方法技术

本发明专利技术公开一种改善Nb‑Si基合金高温抗氧化性的方法，属于超高温合金材料领域。本发明专利技术利用放电等离子烧结设备，通过合理的粉末制备和烧结工艺参数设置，在氩气的保护下，将Mo‑Si‑B粉末烧结在Nb‑Si基合金试样表面，生成一层组织细小、均匀致密且无明显缺陷的抗氧化涂层，通过涂层保护Nb‑Si基合金从而提高高温抗氧化性。本发明专利技术通过熔炼球磨工序，有效控制了Mo‑Si‑B涂层的组织，同时涂层与基体之间烧结致密，服役过程中不容易脱落，大幅提高Nb‑Si基合金的高温抗氧化性能，实用性较强。

A method for preparing high temperature oxidation coating on Si based alloy on Nb

【技术实现步骤摘要】
一种在Nb-Si基合金上制备高温抗氧化涂层的方法
本专利技术属于超高温合金涂层材料领域，涉及一种改善超高温合金的高温抗氧化性的方法，特别涉及一种利用放电等离子烧结技术在Nb-Si基合金上制备Mo-Si-B涂层，改善高温抗氧化性的方法。
技术介绍
随着航空飞行器向着长航时、高航速、高适航性以及高安全性的方向发展，对航空发动机的要求也越来越高，反映在发动机的具体指标上就是更高的推重比、更长的大修周期。随着航空发动机推重比的提高，航空发动机的制造对于材料的要求也越来越高。目前广泛应用于航空发动机涡轮叶片的是镍基合金，这种材料的最高使用温度约为1150℃，这个温度已经接近该合金熔点(1350℃)的85％，因此进一步提高该合金的使用温度几乎已经是不可能。所以，研发一种新体系的高温金属结构材料已成为未来高推重比发动机制造业的一项重要任务。铌硅基(Nb-Si)超高温合金以其高熔点、低密度和良好的高温强度等优点而有望成为航空、航天等领域用高温结构材料。虽然Nb-Si基多元合金具有优异的力学性能，但该合金在高温下的抗氧化性能不足制约了其工程化应用。现阶段采用的提高Nb-Si基多元合金的抗氧化性能的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在Nb‑Si基合金上制备高温抗氧化涂层的方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：(1)选取名义化学成分为Nb‑22Ti‑16Si‑17Cr‑2Al‑2Hf(at％)的合金元素为合成原料，利用非自耗真空电弧熔炼制备，再通过感应熔炼方法熔化合金锭并浇铸制备Nb‑Si基合金锭，切割为直径8.5mm高3mm圆柱体试样作为基体；(2)选取名义化学成分为Mo‑(30～70)Si‑(1～15)B(at％)的合金元素为合成原料，利用非自耗真空电弧熔制备Mo‑Si‑B合金锭；(3)对步骤(2)获得的Mo‑Si‑B合金锭进行机械粉碎，将机械粉碎后的Mo‑Si‑B合金粉末、不锈钢球及酒精放入球磨罐后抽真空并充入...

【技术特征摘要】
1.一种在Nb-Si基合金上制备高温抗氧化涂层的方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：(1)选取名义化学成分为Nb-22Ti-16Si-17Cr-2Al-2Hf(at％)的合金元素为合成原料，利用非自耗真空电弧熔炼制备，再通过感应熔炼方法熔化合金锭并浇铸制备Nb-Si基合金锭，切割为直径8.5mm高3mm圆柱体试样作为基体；(2)选取名义化学成分为Mo-(30～70)Si-(1～15)B(at％)的合金元素为合成原料，利用非自耗真空电弧熔制备Mo-Si-B合金锭；(3)对步骤(2)获得的Mo-Si-B合金锭进行机械粉碎，将机械粉碎后的Mo-Si-B合金粉末、不锈钢球及酒精放入球磨罐后抽真空并充入惰性气体，设定行星式球磨机转速、球磨时间，利用钢球的冲击作用及钢球与球磨内壁的研磨作用而将物料粉碎，球磨罐中的球料重量比为5:1～10:1，每个球磨罐中放入Mo-Si-B粉末20～200g，放入酒精10～80ml，转速200～500r/min，球磨时间为1～10h；(4)对步骤(3)制备的粉末进行粒度测试，测得粉末粒度分布为1～10μm；(5)将步骤(3)制备的0.5～1g合金粉末均匀展铺于直径为10mm石墨模具底部，再将步骤(1)制备的Nb-Si基合金试样对中放置于粉末上，最后再倒入0.8～1.5g合金粉末，保证Mo-Si-B粉末完全包覆Nb-Si基合金试样四周，且Nb-Si基合金试样上下表面Mo-Si-B粉末厚度不低于2mm，利用放电等离子烧结炉对Mo-Si-B合金粉末进行烧结，使致密化过程在极短时间内完成，放电等离子烧结温度为900～1500℃，升温速率为20℃/min～200℃/min，压力为10～100MPa，保温时间为2～50min，烧结完成后试样随炉冷却，获得粉末冶金块体试样；(6)将步骤(5)所制...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙江波，周春根，温斯涵，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11