一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法技术

一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法，其特征在于，结合激光冲击、电子束气相沉积及大气等离子喷涂三者相结合的组合工艺来制备高性能的表层富Al的MCrAlY防护涂层，通过激光诱导的超高压冲击力将预先在MCrAlY防护涂层表面真空蒸镀的纳米级Al膜嵌入到涂层表面并形成富Al强化层，与此同时利用激光冲击效应来改善涂层表面致密度、实现细化晶粒并调整残余应力。本发明专利技术制备的防护涂层表面Al均匀富集，可以有效提高保护性氧化膜的快速形成及化学稳定性；此外，激光冲击技术还能提高涂层表面致密度、细化晶粒并调整残余应力，进而提高防护涂层的高温服役寿命。

A Method for Improving Al Content and High Temperature Service Property of MCrAlY Protective Coating Surface

A method for improving Al content and high temperature service performance of MCrAlY protective coatings is presented. The characteristics of the method are that high performance Al-rich MCrAlY protective coatings are prepared by combining laser shock, electron beam vapor deposition and atmospheric plasma spraying. The nano-particles are pre-evaporated on the surface of MCrAlY protective coatings by laser-induced ultra-high pressure impact force. The first-order Al film is embedded on the surface of the coating and forms an Al-rich strengthening layer. At the same time, the laser shock effect is used to improve the surface density, refine the grain size and adjust the residual stress of the coating. The surface of the protective coating prepared by the invention is uniformly enriched with Al, which can effectively improve the rapid formation and chemical stability of the protective oxide film; in addition, the laser shock technology can also improve the surface density of the coating, refine the grain and adjust the residual stress, thereby improving the service life of the protective coating at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法
本专利技术涉及一种材料技术，尤其是一种利用激光冲击技术提高材料表面性能的方法，具体地说是一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法。
技术介绍
MCrAlY(M=Co、Ni或Co+Ni等)高温防护涂层是近年来发展起来的一系列涂层体系，具有较高的塑性、优异的抗高温氧化及耐热腐蚀的能力，且其涂层成分可以根据不同的工况条件进行选择，既可以单独使用，也可以作为热障涂层(TBCs)体系中的金属粘结层，已广泛用于航空、舰船和地面发电用的各种燃气机、涡轮发动机和火炮身管等的热端部件上。MCrAlY高温防护涂层的耐热腐蚀及抗高温氧化性能主要取决于涂层表面形成的保护性氧化膜α-Al2O3，早期快速形成的连续、致密的α-Al2O3薄膜是扩散阻挡层，当其稳定存在时，可以有效避免涂层进一步氧化失效。氧化膜的形成与MCrAlY涂层的微观形貌、晶粒大小及元素分布等因素密切相关。目前，MCrAlY防护涂层的制备方法主要是等离子喷涂技术。其中，低压等离子喷涂(LPPS)和真空等离子喷涂(VPS)所制备的涂层致密性较高，且可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法，其特征在于，结合激光冲击、电子束气相沉积及大气等离子喷涂三者相结合的组合工艺来制备高性能的表层富Al的MCrAlY防护涂层，通过激光诱导的超高压冲击力将预先在MCrAlY防护涂层表面真空蒸镀的纳米级Al膜嵌入到涂层表面并形成富Al强化层，与此同时利用激光冲击效应来改善涂层表面致密度、实现细化晶粒并调整残余应力。

【技术特征摘要】
1.一种提高MCrAlY防护涂层表面Al含量及高温服役性能的处理方法，其特征在于，结合激光冲击、电子束气相沉积及大气等离子喷涂三者相结合的组合工艺来制备高性能的表层富Al的MCrAlY防护涂层，通过激光诱导的超高压冲击力将预先在MCrAlY防护涂层表面真空蒸镀的纳米级Al膜嵌入到涂层表面并形成富Al强化层，与此同时利用激光冲击效应来改善涂层表面致密度、实现细化晶粒并调整残余应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是它包括如下步骤：(1)采用大气等离子喷涂技术在高温合金基体表面沉积MCrAlY防护涂层；(2)采用电子束蒸发镀膜技术在所述MCrAlY防护涂层表面沉积纳米级Al薄膜；(3)在沉积有纳米级Al薄膜的MCrAlY防护涂层上设置黑漆或铝箔作为吸收层，设置K9玻璃或流水作为约束层；用纳秒激光器对已预置Al薄膜的MCrAlY防护涂层进行激光冲击处理，利用激光冲击波效应将Al纳米颗粒嵌入到MCrAlY防护涂层表面形成富Al表面强化层，并对MCrAlY防护...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，李国君，高承钻，李晨，关庆丰，许晓静，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32