CuNiIn涂层材料及涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开一种ＣｕＮｉＩｎ涂层材料及涂层的制备方法，其中，ＣｕＮｉＩｎ涂层材料，为铜镍铟合金粉末，其成分包括有含：镍３０～４０重量％，铟３～１０重量％，铜余量。铜镍铟合金粉末粒度为：－１００＋５００目，主体在－１２０＋４００目范围内。采用ＣｕＮｉＩｎ涂层材料制备ＣｕＮｉＩｎ涂层的技术，是采用大气等离子或火焰热喷涂工艺，其制备铜镍铟涂层的工艺参数为：弧电流≤６００Ａ；弧电压≤９０Ｖ；氩气压力０．６～０．９ＭＰａ；氩气流量２０～５０Ｌ／ｍｉｎ；送粉速度１０～６０ｇ／ｍｉｎ；喷涂距离１５０ｍｍ～２５０ｍｍ。本发明专利技术的优点在于：粉末制备流程简单，粉末氧含量低，涂层工艺过程易控制，涂层质量较好，综合制备成本较低。制取的涂层可用于航空、航天等领域的关键部件、发动机等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂层材料。特别是涉及一种涂层工艺过程易控制，涂层质量较好，综 合制备成本较低的CuNiln涂层材料及涂层制备技术。
技术介绍
航空航天工业的迅速发展对发动机提出了越来越高的要求,大推力、高效率、低油耗 己成为发动机设计和制造的总体目标，减小压气机、涡轮机叶尖与机匣之间间隙的气路封 严技术能够提高发动机性能(Demasi J T. Surf &Coat Tech， 1994， 68: 1 9.)，据资 料报道，在一台高压涡轮机内，间隙每减小O. 13 0. 25mm ，油耗可减少O. 5% 1% ,发动机效 率即可提高2%左右(张先龙等.新工艺新技术新设备，1998,5: 28)。然而，在发动机的制 造和运行过程中，实际上无法使间隙控制为零，因此,航空发动机设计和制造时在叶尖与机 匣之间要预留2 3mm的间隙。过大的间隙必将使气体大量泄漏，导致发动机效率降低,而封 严材料将有助于将间隙减小到最低限度。目前，航空发动机上采用的气路封严方式主要有蜂窝封严、镶块封严、多孔条封严、 金属毡封严、浆状铸型封严和热喷涂涂层封严。前4种封严方法曾得到较广泛的应用，但 这些封严材料要通过钎焊与机匣相连,工艺较为繁杂，返修时去除也相当困难；浆状铸型法 也由于要进行后续热处理而很少采用(易茂中等.航天工艺技术，1998，3: 3);而热喷涂 封严涂层则由于具备容易返修，旧涂层可去除,新涂层可直接重新喷涂在同一位置、容易调 整性能，以获得可磨耗性和抗冲蚀性的最佳配合等优异性能，已得到越来越广泛的应用。航空航天发动机的某些部件因为工作环境的特殊性，涂层需具备抗微动磨损性能，通 常的润滑剂减磨不足以解决这种特殊的微动磨损，而CuNiln由于铟本身具有的润滑性， 且大气等离子涂层孔隙率又起存润滑剂的作用(G. R. Yantio . Wear, Published)，成功解 决了抗微动磨损的问题。目前国内外针对CuNiln涂层的研究主要是低In含量(In 3重 量％左右)以及离子束镀薄层研究(涂层厚度在lOOWn左右)(G. R. Yantio Wear, Published; Daoxin Liu etal.Sur&Coa Technoloy, 1999, 116-119:234-238)，而关于高In含量大气 等离子喷涂CuNiln厚层鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种涂层工艺过程易控制，涂层质量较好，综合 制备成本较低的CuNiln涂层材料及涂层制备技术。本专利技术所采用的技术方案是 一种CuNiln涂层材料及涂层制备技术，其中，CuNiln 涂层材料，为铜镍铟合金粉末，其成份包括有含镍30 40重量％，铟3 10重量％，铜所述的铜镍铟合金粉末粒度为_100+500目，主体在_ 120+400目范围内。所述的铜镍铟合金粉末的制备方法包括有如下步骤1) 取金属材料镍30 40重量％ 、铟3 10重量％、铜余量，或选择镍30 40重量 % 、铟3 10重量％、铜余量的铜镍铟合金；2) 将所选材料放入气体雾化设备中，通过气体雾化技术获得铜镍铟合金粉末；3) 对气体雾化获得的铜镍铟合金粉末，采用还原退火技术降低合金粉末中氧的含量；4) 进行筛分或分级，从而制备出粉末度为一100+500目、主体在一120+400目范 围内的涂层材料铜镍铟合金粉末。所述的气体雾化技术是利用中频感应对气体雾化设备加热，升温至1300 135(TC， 保温15 55分钟，采用常规的铜镍铟合金精炼除气该合金粉末。所述的气体雾化中的工艺参数为雾化气体为氩气，雾化压力为1 2.4MPa，导流管 直径为4 10mm。所述的还原退火是将雾化后的CuNiln合金粉末放入卧式还原退火炉中，利用CO或 氢气对雾化后的铜镍铟合金粉末进行还原退火，降低铜镍铟粉末中氧的含量。在还原退火中所选退火温度300 700°C，气体流量《30L/min，退火时间10 100min。 本专利技术的采用CuNiln涂层材料制备CuNiln涂层的技术，是采用大气等离子或火焰热喷涂工艺，其制备铜镍铟涂层的工艺参数为弧电流《600A;弧电压《90V;氩气压力0. 6 0. 9MPa; 氩气流量20 50L/min;送粉速度10 60g/min;喷涂距离150mm 250mm。 本专利技术的CuNiln涂层材料及涂层制备技术的优点在于粉末制备流程简单，粉末氧 含量低，涂层工艺过程易控制，涂层质量较好，综合制备成本较低。制取的涂层可用于航 空、航天等领域的关键部件、发动机等。附图说明图1是采用本专利技术所制备的铜镍铟扫描电子显微镜SEM的效果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的CuNiln涂层材料及涂层制备技术做出详细说明。 本专利技术的铜镍铟涂(CuNiln)层材料及其材料的制备方法和铜镍铟涂层的制备涂层材 料，形状为CuNiln合金粉末状，其成份包括有含Ni30 40重量y。， In3 10重量％， Cu 余量。所述的CuNiln合金粉末粒度为一100+500目，主体在一 120+400目范围内。 本专利技术的CuNiln涂层材料的制备方法，包括有如下步骤1) 取金属材料Ni 30 40重量％ 、 In 3 10重量％、 Cu余量，或选择Ni 30 40重 量％、 In3 10重量M、 Cu余量的CuNiln合金;2) 将所选材料放入真空或非真空的气体雾化设备中，通过气体雾化技术获得CuNiln 合金粉末；所述的气体雾化技术是利用中频感应对气体雾化设备加热，升温至1300 135(TC， 保温15 55分钟，采用常规的CuNiln合金精炼除气该合金粉末，即将少许活性碳在加料 前放置坩埚底部，等合金液熔化后，再在合金液表面放置活性碳，从而降低合金液中氧含 量。气体雾化中的工艺参数为雾化气体为氩气，雾化压力为1 2.4MPa，导流管直径为 4 10mm。3) 对气体雾化获得的CuNiln合金粉末，采用还原退火技术降低合金粉末中氧的含量； 所述的还原退火是将雾化后的CuNiln合金粉末放入卧式还原退火炉中，利用CO或氢气对雾化后的CuNiln合金粉末进行还原退火，降低CuNiln粉末中氧的含量。在还原退 火中所选退火温度300 700。C，气体流量《30L/min，退火时间10 100min。4) 进行筛分或分级，从而制备出粉末度为一100+500目、主体在一120+400目范 围内的涂层材料CuNiln合金粉末；本专利技术的采用CuNiln涂层材料制备CuNiln涂层的技术，是采用大气等离子或火焰热 喷涂工艺，其制备CuNiln涂层的工艺参数为弧电流《600A;弧电压《90V; 氩气压力 0. 6 0. 9MPa;氩气流量20 50L/min;送粉速度10 60g/min;喷涂距离150mm 250mra。实施例h取合金成分Ni 34重量％， In重量7。/。， Cu余量，放入非真空雾化设备，利用中频感 应加热，当温度加热至132(TC保温10 30分钟，待合金液均匀化后，用活性炭精练除气， 利用氩气雾化，雾化工艺参数为雾化压力为1.7MPa，导流管直径为6mm。将雾化的粉末放入卧式还原退火炉退火温度40(TC，氢气流量5L/min，退火时间 15m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣｕＮｉＩｎ涂层材料，其特征在于，为铜镍铟合金粉末，其成份包括有含：镍３０～４０重量％，铟３～１０重量％，铜余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许根国，刘葵，曾克里，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]