The invention discloses a kind of anti titanium flame retardant coating and its preparation method, which is coated with titanium aluminum intermetallic compound coating on the surface of the titanium alloy substrate by laser cladding method, and the titanium aluminum intermetallic compound coating is formed to form a dense Al2O3 rich compound oxidation product on the surface after the combustion of the titanium aluminum intermetallic compound. The preparation methods include the preparation of titanium aluminum intermetallic compound powder, the powder drying of the pre cladding titanium aluminum intermetallic compound, the pretreatment of the titanium alloy matrix, the laser cladding and heat treatment. The flame retardancy of the Ti Al intermetallic compound is 1 times higher than that of the titanium alloy matrix, and the bonding degree between the coating and the matrix is good, and the high strength of the coating is combined with the high toughness of the matrix, which makes the composite structure of the internal tough and external hard work more suitable for the service environment of the aero engine. The coating has the advantages of simple preparation process, reproducibility, low cost and wide application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种防钛火阻燃涂层及其制备方法
本专利技术属于钛合金应用
,涉及一种钛合金表面阻燃技术,尤其是涉及一种防钛火阻燃涂层及其制备方法。
技术介绍
钛合金因具有低密度、高比强度和优异的耐腐蚀性能而被广泛应用于航空发动机部件,如压气机叶片、机匣,且随着航空发动机推重比的提高,钛合金的用量需求将进一步增加。然而,由于钛自身导热性差、高温氧化膜不致密以及高的氧化热和燃烧热等缺点,发动机中存在钛部件燃烧即钛火安全隐患。因此,高推重比航空发动机对钛合金用量需求的增加与钛火风险增大的矛盾凸显,对预防钛火风险的措施及方法提出迫切要求。从材料设计角度考虑,预防钛火的关键途径包括使用耐高温且具有良好阻燃性能的阻燃钛合金、钛铝金属间化合物,以及在钛合金基体上制备防钛火阻燃涂层。其中,阻燃钛合金的最高使用温度(550℃)已经不能满足设计要求;钛铝金属间化合物合金成为非常有应用前景的候选关键材料,长时使用温度工作温度为700℃~850℃,但其塑韧性较差、成形难度大,大尺寸零件制造极其困难。因此,在钛合金基体上制备防钛火阻燃涂层是降低钛火风险的优选方法,尤其是将钛铝金属间化合物作为阻燃涂层原材料。首先,钛铝金属间化合物具有优异的阻燃性能,能有效改善钛合金基体的阻燃性能;其次,钛铝金属间化合物与钛合金基体的成分和热膨胀系数相近,因而制得的涂层缺陷少,质量高;最后,钛合金的韧性较好,而钛铝金属间化合物的强度较高,因而,二者有机结合能起到内韧外硬的效果,更适用于高压压气机的服役环境。激光熔覆是在激光束作用下将预涂覆粉末与合金基体表面迅速加热、熔化,并快速凝固形成稀释率极低、与基体材料呈冶 ...
【技术保护点】
一种防钛火阻燃涂层,该涂层材质为钛铝金属间化合物,所述钛铝金属间化合物中,各元素原子百分含量为45~47%的Al、1~2%的Cr、2~5%的Nb、0~2%的Ta、0~0.2%的B、0~0.3%的C,余量为Ti。
【技术特征摘要】
1.一种防钛火阻燃涂层,该涂层材质为钛铝金属间化合物,所述钛铝金属间化合物中,各元素原子百分含量为45~47%的Al、1~2%的Cr、2~5%的Nb、0~2%的Ta、0~0.2%的B、0~0.3%的C,余量为Ti。2.如权利要求1所述的一种防钛火阻燃涂层,其特征在于:所述钛铝金属间化合物为Ti-46Al-2Cr-5Nb--0.2Ta。3.如权利要求1或2所述的一种防钛火阻燃涂层,其特征在于:所述钛铝金属间化合物为Ti-45Al-1.5Cr-2Nb-1.5Ta-0.1B。4.一种在钛合金基体表面形成如权利要求1-3之一阻燃涂层的方法,所述钛合金基体包括Al、Nb、Cr、V、Ta、Zr、Sn、Mo、W、Si和C元素的一种或多种组合,并且Ti元素的质量百分数在90%以下;具体包括如下步骤:(1)采用氩气雾化法制备粒径为30~180μm、含氧量小于1000ppm的球形或近球形钛铝金属间化合物粉末;对上述钛铝金属间化合物粉末进行加热干燥处理,加热温度为50~10...
【专利技术属性】
技术研发人员:弭光宝,欧阳佩旋,蔡建明,黄旭,李培杰,
申请(专利权)人:中国航发北京航空材料研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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