本发明专利技术公开了一种Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层，以及采用低压３０～４０×１０↑［３］ｐａ等离子喷涂工艺在Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体上制备Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层的方法。所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层由Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层和Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层组成，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层在Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层与Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体之间，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层厚度为５０～２００μｍ，Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层厚度为５０～２００μｍ；所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层中Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层包含Ｃｒ（Ｓｉ，Ａｌ）↓［２］、Ａｌ、Ｓｉ三相，在高温１０００～１２５０℃氧化１００ｈ以后能够形成连续、致密的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和ＳｉＯ↓［２］混合氧化物层；所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层能够有效地阻止Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合涂层与基体之间的互扩散，从而提高了涂层的持续抗氧化寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种涂层的制备方法，更特别地说，是指一种釆用低压(30 4Oxl0Vfl)等离子喷涂方法在Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体上制备出具有高温(1000 1250°C)抗氧化性能的Al203/Al-Si-Cr复合涂层。
技术介绍
铌基合金具有较高的熔点(>1700°C)，较低的密度(6.6 7.2g/c附3),良好的 室温断裂韧性(>20M;w.m"2)，良好的高温强度以及铸造性能，因而有望成为在 1200 140CrC甚至更高温度下工作的叶片材料。但是Nbss/NbsSi3双相合金抗氧化 性能差,高温氧化时存在严重的氧化增重现象。形成的氧化物如:TiNb207 ， AlNbu029 和CrNbC^等疏松多孔，而且生长迅速，无法阻挡氧向基体的继续扩散，因而达不到 高温抗氧化作用。Al、 Cr、 Si三种元素具有优越的高温抗氧化作用，它们的氧化物八1203、 Si02 和<^203能够阻挡氧的扩散，阻止氧化的进一步进行。Al、 Cr、 Si经化合形成许多 化合物，这些化合物都具有很好的高温抗氧化性能，伹部分化合物受其熔点的影响， 限制了其高温应用。Cr(Al， Si)2抗氧化性好，熔点高(>1250°C)。因而具有很高的 高温应用价值。八1203具有很高的熔点，致密的八1203层不仅能够阻止氧元素的扩散，而且能够 阻止Nb、 Ti、 Al、 Cr、 Si等较大原子半径的元素的扩散，是很好的阻扩散层材料的选择。随着涂层技术的发展，更高性能、更加复杂结构的涂层体系正在被逐渐开发。发 展多层复合涂层是现在涂层发展的重要方向之一。在高温抗氧化涂层体系中，抗氧化 涂层会随着氧化时间的增加逐渐失效。导致其失效的原因主要是活性元素的消耗。活性元素的消耗包括两个过程(l)活性元素与环境中扩散来的氧结合形成氧化物；(2) 活性元素在高温环境中向基体方向扩散。为了提高涂层的使用#，在抗氧化层与基 体之间增加一层阻扩散层是十分必要的。专利技术 内容本专利技术的目的之一是提供一种Al203/Al-Si-Cr复合涂层，该复合涂层由A1203 涂层和Al-Si-Cr混合层组成，A1203涂层在Al-Si-Cr混合层与 Nb-24Ti-16Si-6A1-6Cr-2Hf基体之间，尼203涂层厚度为50 200戸m， Al-Si-Cr 混合层厚度为50 200/^。 Al-Si-Cr混合层由Cr(Si， Al)2、 Al、 Si三相组成，其 在高温1000 125(TC氧化100/;以内在A1-Si-Cr混合层表面形成有Al203和Si02 的混合氧化物层，能够成功阻止氧向基体的扩散。本专利技术制得的A1203/A1-Si-Cr复 合涂层经过SEM分析氧化后(氧化条件1000 125(TC氧化100A时)的涂层断面 表明，氧化后涂层由三层组成外层为Al-Si-Cr混合涂层的氧化物层；中间层为 Al-Si-Cr混合涂层；内层为A1203。八1203层在氧化过程中，起到了阻扩散作用，成 功阻止了基体与涂层之间的互扩散作用。本专利技术的另一目的是提出一种采用低压30~40"03;^等离子喷涂制备 Al203/Al-Si-Cr复合涂层的方法，首先在Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体上制备 出八1203涂层，然后在八1203涂层上制备出Al-Si-Cr混合涂层；Al-Si-Cr混合涂层 中存在有Cr(Al， Si)2、 Si和Al等物质，在高温1000~ 1250。C氧化100/2时能够 形成连续、致密的Al203和Si02混合氧化物层，从而阻止涂层和基体的进一步被氧 化，改善了 Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体的抗高温氧化性能；同时，在高温 1000 125(TC氧化100/;时所述八1203涂层能够成功阻止Al-Si-Cr混合涂层与基 体之间的互扩散，从而提高了涂层的持续抗氧化寿命。本专利技术A1203/A1-Si-Cr复合涂层通过采用低压等离子喷涂工艺制备在 Nb-24Ti-16Si-6A1-6Cr-2Hf基体上，在基体与Al-Si-Cr混合涂层之间制备有A1203 涂层；Al203/Al-Si-Cr复合涂层在高温1000~ 1250。C氧化时能够形成连续的致密 的^203和Si02混合氧化物层，从而阻止涂层和基体的进一步被氧化，改善了 Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体的抗高温氧化性能,制备有涂层的基体表面单位面 积增重为4.2~9.8mg/cw2。附图说明图1是在基体上制得M203/Al-Si-Cr复合涂层的断面结构示意图。 图2是氧化后的A1203/Al-Si-Cr复合涂层的断面结构示意图。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术是一种抗高温U000 125(TC)氧化Al20s/A1-Si-Cr复合涂层，所述 A1203/A1-Si-Cr复合涂层由A1203涂层和Al-Si-Cr混合层组成，A1203涂层在 Ai-Si-Cr混合层与Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体之间。所述八1203涂层厚度为 50 200/^7。所述A1-Si-Cr混合层厚度为50 200/vw，该涂层由Cr(Si, Al)2、 Al、 Si三相组成，在高温1000 125(TC氧化100/ 时A1-Si-Cr混合层表面形成有 "203和Si02的混合氧化物层。本专利技术是一种采用低压30~40x 103戸等离子喷涂制备Al203/Al-Si-Cr复合涂 层的方法，该涂层制备方法有下列步骤第一步基体的前处理将Nb-24Ti-16Si-6A1-6Cr-2Hf基体采用150#、 360#、 500弁水磨砂纸磨光， 并采用喷砂机进行表面喷砂处理后待用，喷砂后基体表面粗糙度RZ=60~80//m ; 第二步配制Al-Si-Cr涂层材料(A) 称取30 35wt。/。的Al粉、30 33wt。/o的Cr粉、32 40wt。/。的Si粉， 并且上述各成分的含量之和为100%,混合后经研磨30 150min后制得粒度为 250 350目的第一混合粉末；(B) 将经(A)步骤制得的第一混合粉末与粘结剂混合后经研磨250 400min 后制得粒度为250 350目的第二混合粉末；第一混合粉末与粘结剂的用量为lOOOg的第一混合粉末中放入1000~ 1500w/的粘结剂；所述粘结剂由阿拉伯树胶和去离子水在80 10(TC中搅拌均匀制得，阿拉伯树 胶与去离子水的用量为每100w/去离子水中添加0.5 5g阿拉伯树胶；(C) 将经(B)步骤制得的第二混合粉末经雾化干燥造粒后制得粒度为200 250目的涂层材料；雾化干燥釆用离心雾化方法，第二混合粉末经恒流泵注入雾化器并立即被雾化器 的剪切力分散成很多细小液滴(即涂层材料，其粒径为40 80戸)，其中雾化器转 速为8000 20000Wmin,雾化器进口温度为220 230°C，雾化器出口温度为 130 150°O, 第三步配制Al203涂层材料选取粒度为200 250目的纯度99.9%的A1203圆球形粉材； 第四步低压等离子喷涂制涂层(A) 将经第一步处理'后的基体安装在低压等离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层，所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层制备在Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体上，其特征在于：所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］／Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ复合涂层由Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层和Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层组成，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层在Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层与Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体之间，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］涂层厚度为５０～２００μｍ，Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层厚度为５０～２００μｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周春根，蔡锐，姚登樽，张虎，徐惠彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。