本发明专利技术公开了一种采用低压等离子喷涂制备Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层的方法，通过采用低压３０～４０×１０↑［３］ｐａ等离子喷涂工艺在Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体上制备了Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层，使得基体与涂层之间形成５～１５μｍ的互扩散层；Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层在高温１０００～１２５０℃氧化时能够形成连续的致密的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和ＳｉＯ↓［２］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５．６～１６．８ｍｇ／ｃｍ↑［２］。所述Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层由Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层和互扩散层组成，其中Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层包含Ｃｒ（Ｓｉ，Ａｌ）↓［２］、Ａｌ、Ｓｉ三相；互扩散层含有Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ和Ｃｒ元素。
【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，是指一种采用低压(30~ 4Oxl0Va)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A1-Si-Cr涂层。 背《& *航空航天技术的高度发展，要求发动机具有更高的推重比及工作效率，这便要求 发动机具有更高的工作温度。研制替代现有镍基超合金作为未来飞行器发动机超高温 部件的材料势在必行。Nbss/NbsSi3原位复合材料具有高熔点(>1700°C)、高刚度、 低密度(7.1 8.4g/c^)以及极高的高温强度，近年来备受关注。Nb基固溶体(Nbss) 具有良好的室温韧性。NbsSig与Nbss两相通过恰当组合，可获得强韧性配合优异的 超高温材料。伹是铌基合金的抗氧化能力极差，60(TC以上发生严重氧化，使得它在 热环境中的应用受到了限制。因此发展高温防护涂层技术成为铌及其合金应用的主要 研究方向。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抗氧化应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种，通过 在Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体上制备出Al-Si-Cr涂层，使得基体与涂层之间 形成了一厚度为5 15/^互扩散层，互扩散层中的含有Nb、 Al、 Si、 Ti、 Cr元素; 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^氧化时能够形成连续、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。本专利技术是 一 种采用低压30 40 xl(f戸等离子喷涂工艺在Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体上制备有Al-Si-Cr涂层的方法,其有下列制备步骤 第一步基体的前处理将Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体采用150弁、360弁、500弁水磨砂纸磨光， 并釆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1000g的第一混合粉末中放入1000 1500m/的粘结剂；所述粘结剂由阿拉伯树胶和去离子7jC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100m/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；雾化干燥采用离心雾化方法，所述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，其中雾化器转速为8000 20000r/min,雾化 器进口温度为220 230。C,雾化器出口温度为130 150°C;第三步低压等离子喷涂制涂层将经第一步处理后的基体安装在低压等离子喷涂设备的夹具上，并将经第二步配 制的涂层材料放入送料器中，调节喷涂工艺参数制Al-Si-Cr涂层；等离子喷涂参数罐内压力30 40xl03;^，主气流量为60 100￡"，次气 流量为25~30丄/力，电流为560 600J,电压为50 60F，送粉器的送粉量为 20 22g/min。本专利技术Al-Si-Cr涂层通过釆用低压等离子喷涂工艺制备在 Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体上，使得基体与涂层之间形成有互扩散层，提高了 基体与涂层之间的结合力；Al-Si-Cr涂层在高温1000 1250。C氧化时能够形成连 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；同 时，互扩散层的厚度增加了 50~100//m，改善了 Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基 体的抗高温氧化性能；经1000 1250。C高温氧化100/2后，制备有涂层的基体表 面单位面积增重为5.6~16.8wg/cm2。附图说明图1是在基体上制得A1-Si-Cr涂层的断面结构示意图。图2是氧化后的Al-Si-Cr涂层的断面结构示意图。具体实施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。本专利技术是一种采用低压30~40)<103;7"等离子喷涂工艺制备的抗高温氧化 Al-Si-Cr涂层，所述A1-Si-Cr涂层由Al-Si-Cr混合层和互扩散层组成，互扩散层在 Al-Si-Cr混合层与Nb-24Ti-16Si-6Al-6Cr-2Hf基体之间，互扩散层厚度为5~ 15 pm 。 Al-Si-Cr混合层由Cr(Si， Al)2、 Al、 Si三相组成。互扩散层中含有Nb、 Ti、 Si、 Al和Cr元素。Al-Si-Cr混合层由Cr(Si， Al)2、 Al、 Si三相组成。互扩散 层中含有Nb、 Ti、 Si、 Al和Cr元素。本专利技术是一种釆用低压30 40x 103戸等离子喷涂制备Al-Si-Cr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-6Al-6Cr-2Hf基体釆用150弁、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 ; 第二步配制涂层材料(A) 称取30 35wt。/。的Al粉、30 33wt。/。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~ 1500/ /的粘结剂；所述粘结剂由阿拉伯树胶和去离子水在so iocrc中搅拌均匀制得，阿拉伯树胶与去离子水的用量为每100m/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(粒径40 80戶)，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°C;第三步低压等离子喷涂制涂层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－Ｓｉ－Ｃｒ涂层，所述Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层制备在Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体上，其特征在于：所述Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ涂层由Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层和互扩散层组成，互扩散层在Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｒ混合层与Ｎｂ－２４Ｔｉ－１６Ｓｉ－６Ａｌ－６Ｃｒ－２Ｈｆ基体之间，互扩散层厚度为５～１５μｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周春根，姚登樽，蔡锐，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]
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