一种抗高温热腐蚀涂层的制备方法技术

一种抗高温热腐蚀涂层，其特征在于所述涂层系指含弥散稀土氧化物的复合含铬铝化物涂层，即ＮｉＡｌ（Ｃｒ）－稀土氧化物涂层。其制备工艺主要由Ｎｉ－稀土氧化物共电沉积，镀铬，真空热扩散处理，渗铝表面后处理工序组成。本发明专利技术提供工艺所获得涂层，抗高温热腐蚀性能较已有技术有显著提高。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温热腐蚀涂层本专利技术涉及金属表面化学处理技术，即提供了一种用于抗高温腐蚀的含弥散稀土氧化物质点的复合物涂层及其制备工艺。高温防护涂层的研制与使用开始于本世纪五十年代中期，最初为简单的热扩散渗铝涂层，以后在此基础上逐步发展起了二元、三元及多元共渗铝化物涂层。人们在发展涂层制备技术的同时，对涂层组成元素的作用的认识也不断地加深，特别是稀土元素的有益的作用，如Hf、Y、Ce、Th、La等元素。目前含稀土的涂层制备手段有：EB、PVD制备MCrALY涂层，磁控溅射制备MCrALY涂层，PPS或LPPS制备MCrAlY涂层，离子注入稀土元素，AL－稀土共渗，Nl或Co与MCrAlY合金粉末共沉积制备MCrALY渗层等。由于含稀土的涂层多采用电子或离子来设备来制取，其费用高昂得使其难以大规模得以推广。虽然国外有人采用Nl、Co与MCrALY含金粉末共电沉积，然后热等静、再热处理的手段来制务MCrALY涂层，但其MCrALY细粉的制备工艺非常复杂，成本也较高，因此也未能普遍应用。本专利技术的目的是提供一种用抗高温腐蚀的含弥散稀土氧化物(以下简称RxOy)，质点的复合物涂层及其成本低廉，工艺简单的制备工艺。本专利技术的目的是通过下述方案实现的：1、含弥散稀土氧化物的复合铝化物涂层的制备在由高温材料制成的工件基体上通过电沉积的方法实现Nl与RxOy的共沉积，从而获得含有细小弥散的稀土氧化物质点-->的Nl－RxOy共电沉积层进行热扩散渗铝，最终制备出以β－NlAL相为主的且含有弥散稀土氧化物质的NlAL－RxOy型复合铝化物涂层。上述的涂层制备工艺流程见图12、含弥散稀土氧化物的复合含铬铝化物涂层的制备(1)通过适当的搅拌使细小的稀土氧化物质点均匀地悬浮于注液中，以电沉积的方法实现Nl与RxOy的共沉积，从而获得含有细小弥散稀土氧化物质点的Nl－RxOy其电沉积层，然后进行镀铬，在NlRxOy层上制备出一层簿铬层，最后在铬层上面再叠加上Nl－RxOy层，从而形成Nl－RxOyLCrLNl－RxOyLCrL…LNl－RxOyL的三层或多层结构的涂层。(2)将上述涂层在真空条件下进行高温扩散处理，使Cr的分布趋于均匀化，而获得含Cr的Nl－RxOy层。(3)将均匀化处理的涂层进行热扩散渗铝，最终制备出含弥散稀土氧化物并具一定铬含量的复合铝化物涂层，即NlAL(Cr)－RxOy层。上述涂层的制备工艺流程见图2本专利技术的主要特征是提供了一种以β－NlAl相为主的且含有弥散稀土氧化物质点的NlAL－稀土氧化物复合铝化物涂层，其涂层以下述四同温腐蚀性能为最佳：1、NlAL－CeO2复合铝化物涂层2、NlAl－Y2O3复合铝化物涂层3、NlAL－Ca2O3复合铝化物涂层4、NlAl－Gd2O3复合铝化物涂层上述涂层的制备工艺由如下工序组成：样品表面清洗，粉末高温稳定化处理-->Nl－稀土氧化物共电沉积渗                  铝表面后处理(清洗)其中NlAL－CeO3复合铝化物涂层制备工艺系由如下工艺组成：(1)样品表面清洗；粉末高温稳定化处理(2)NlAl－CeO2共电沉积镀液成分：NlSO4.7H2O    200－250g/lNlCl2          45－50g/lH3BO3         30－35g/l脱氢表面活性剂      0.05－0.1g/lPH                  4.0－4.5DK                  2－4A/dm2T                   50－55℃t                   40－60mln(3)渗铝渗剂成分：FeAL粉＋NH4Cl(1％wt)渗铝方式    包埋渗铝温度、时间：850℃－900℃/8－10h            1000℃－1100℃/0.5－1.5hNlAL－Y2O3(或SOL2O3)复合铝化物制备工艺如下：(1)样品表面清洗；粉末高温稳定化处理(2)NlAl－Y2O3(GCl2O3)共电沉积镀液成分：-->NlSO47H2O            100－120g/lNa4P2O4            60－65g/lNaHSO3                1－2g/lNa3C6H5O72H2O    55－60g/lC6H8O7、H2O       12-15g/lNaCl                   25－30g/lNH3、H2(28％)       30－50g/lPh                     7.5－8.0T                      35－40℃DK                     1.5－2A/dm2t                      60－80mln(3)渗铝渗剂成分：FeAL粉＋NH4CL(1％％wt)渗铝方式：色埋渗铝温度    900℃时间    8－10hNlAL－La2O3复合铝化物制备工艺如下：(1)样品表面清洗；粉末高温稳定化处理(2)NlAl－La2O3共电沉积镀液成分：NlSO47H2O        120－150g/lNH4Cl             15－20g/lH3BO3            23－25g/lPH                 5.6－6.0-->DK               2－3A/dm2t                60－80mlnT                25－35℃(3)渗铝渗剂成分：FeAL粉＋NH4Cl(1％wt)渗铝方式：色埋渗铝温    度：900℃时    间：8－10h本专利技术的特征还在于提供了一种含弥散稀土氧化物的复合含铬铝化物涂层，即NlAL(Cr)－稀土氧化物涂层。上述涂层的制备工艺是由如下工序组成：样品表面清洗；粉末高温稳定化处理Nl－稀土氧化物共电沉积镀                  铬真空热扩散处理渗                  铝表面后处理(清洗)其中共电沉积工艺参数如下：镀液成分：NlSO47H2O    200－250g/lNlCl2         45－50g/lH3BO3        35－38g/l脱氢表面活性剂      0.05－0.1g/lPH                  4.0－4.5DK                  2－4A/dm2-->T                                  50－55℃t                                  40－60mln镀铬工艺参数：镀液：铬酐Cr2O3                        200－250g/l硫酸H2SO4                        2.0－2.5g/l温度                               60－65电流密度                           30－40A/dm2真空热扩散处理工艺参数：温度                            本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温热腐蚀涂层，其特征在于所述涂层系指含弥散稀土氧化物的复合含铬铝化物涂层，即：ＮｌＡｌ（Ｃｒ）－稀土氧化物涂层。

【技术特征摘要】
1、一种抗高温热腐蚀涂层，其特征在于所述涂层系指含弥散稀土氧化物的复合含铬铝化物涂层，即：NlAl(Cr)－稀土氧化物涂层。2、一种专门用于获得权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于它由如下工序组成：3、按照权利要求2所述的制备工艺，其特征在于Nl－稀土氧化物共电沉积工艺参数如下：镀液成分：NlSO4H2O            200～250g/lNlCl2                45～50g/lH3BO3               35～38g/l脱氢表面活性剂              0.05～0.1g/lPH                          4.0～4.5DK                          2～4A/dm2T                           50～55℃t                           40～60mln镀铬工艺参数：镀液：镀酐CrO3                 200－250g/l硫酸H2SO4               2.0－2.5g/l温度                      60－65℃电流密度                  30－40A/dm2真空热散处理工艺参数：温度                    900－1000℃时间             ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁藩，马信清，何恒，敬安晋，陈全芳，官俊波，沈嘉年，周龙江，华为刚，李美栓，殷涛，黄子勋，
申请(专利权)人：中国科学院金属腐蚀与防护研究所，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]