The invention discloses a high bonding strength high temperature oxidation resistant porous MCrAlY abradable coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of gas turbine. The preparation method comprises the following steps: preparing the MCrAlY / pore forming agent composite powder; preparing the bottom layer; thermal spraying the MCrAlY / pore forming agent composite powder on the bottom layer to prepare the MCrAlY surface layer; removing the pore forming agent in the medium temperature heat treatment under the atmospheric condition to obtain the porous MCrAlY surface layer; high temperature heat treatment under the vacuum condition to obtain the porous MCrAlY wearable coating. The porosity of the coating is 20% - 60%, the hardness is lower than 85hr15y, the bonding strength is higher than 20MPa, which is more than 2.5 times of the existing technology; the oxidation resistance life of the coating at 1000 \u2103 is more than 2500h, which is more than 2.7 times of the existing technology. The invention is widely used in sealing the high-pressure turbine tip gas path of an aeroengine, a ground gas turbine and a marine gas turbine.
【技术实现步骤摘要】
高结合强度抗高温氧化多孔MCrAlY可磨耗涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种用于航空发动机气路封严的可磨耗封严涂层制备方法,属于燃气轮机
技术介绍
可磨耗封严涂层涂覆于燃气轮机静子部件表面,在高温高速工况下与转子部件对磨时能够发生主动磨耗,从而可通过转、静子的过盈配合实现转、静子之间最小间隙的控制,同时保护转子部件不被磨损,其对于降低燃气轮机油耗、提高效率和运行安全性具有重要意义。可磨耗封严涂层因其疏松多孔的特点,在高温环境下容易受到氧化破坏,因此温度越高,涂层的设计制备难度越大。目前应用于发动机高温段的可磨耗涂层,以多孔MCrAlY涂层为主,该种涂层以抗高温氧化的MCrAlY为骨架组分,其中M代表Ni、Co或NiCo,涂层具有20%~50%的孔隙率。现有技术制备的多孔MCrAlY涂层在750℃以下温度具有较好的抗氧化性,但是在更高温度下涂层会因氧化而发生硬化和脱落掉块等,无法满足使用要求。现有的多孔MCrAlY涂层,其制备工艺为,将MCrAlY粉末与聚苯酯粉末机械混合,采用大气等离子喷涂制备涂层,然后对涂层进行450~550℃大气条件下热处理烧除涂层中的聚苯酯,获得多孔MCrAlY涂层。该工艺制备的涂层,其孔隙率在20%~50%,硬度低于85HR15Y,结合强度约8MPa,涂层性能基本能够满足750℃以下工况温度使用要求。但是由于这种工艺制备的涂层,其涂层骨架处于喷涂态,组成骨架的颗粒间存在微孔隙,在涂层整体存在大量宏观孔洞的情况下,氧化气氛容易渗透到涂层骨架微孔隙中,在高于750℃环境 ...
【技术保护点】
1.高结合强度抗高温氧化多孔MCrAlY可磨耗涂层,所述可磨耗涂层包括底层和多孔MCrAlY面层,其特征在于,所述底层孔隙率不大于2%,厚度0.05~0.3mm;所述多孔MCrAlY面层孔隙率为20%~60%,厚度0.5~5mm;所述可磨耗涂层1000℃抗氧化时间在2500h以上,结合强度在20MPa以上,硬度在85HR15Y以下。/n
【技术特征摘要】
1.高结合强度抗高温氧化多孔MCrAlY可磨耗涂层,所述可磨耗涂层包括底层和多孔MCrAlY面层,其特征在于,所述底层孔隙率不大于2%,厚度0.05~0.3mm;所述多孔MCrAlY面层孔隙率为20%~60%,厚度0.5~5mm;所述可磨耗涂层1000℃抗氧化时间在2500h以上,结合强度在20MPa以上,硬度在85HR15Y以下。
2.高结合强度抗高温氧化多孔MCrAlY可磨耗涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备MCrAlY/造孔剂复合粉末;
(2)在基体表面制备底层;
(3)在底层上热喷涂步骤(1)制备的MCrAlY/造孔剂复合粉末,制备MCrAlY面层;
(4)将步骤(3)得到的面层在大气条件下中温热处理去除造孔剂,得到多孔MCrAlY面层;
(5)将步骤(4)得到的多孔MCrAlY面层在真空条件下高温热处理,得到高结合强度抗高温氧化多孔MCrAlY可磨耗涂层。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述造孔剂为聚苯酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯等的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述MCrAlY/造孔剂复合粉末由MCrAlY合金粉末与造孔剂通过机械混合制备而成。
5.根据权利要求2所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员:于月光,刘建明,沈婕,章德铭,刘通,黄凌峰,候伟骜,卢晓亮,王帅,郭丹,
申请(专利权)人:北京矿冶科技集团有限公司,北矿新材科技有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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