一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层及其制备方法，属于材料表面改性和涂层技术领域，本发明专利技术的涂层是由超硬陶瓷颗粒与粘结合金层构成；所述超硬陶瓷颗粒的一侧包裹镀层，另一侧裸露，超硬陶瓷颗粒包裹镀层的一侧嵌入至粘结合金层中，通过粘结合金层牢固结合于叶尖基体的端面上，形成外部棱角尖锐、内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层。涂层外棱角尖锐，可以用来快速切削可磨耗封严涂层，防止叶尖剧烈升温。通过在超硬陶瓷颗粒表面制备一层镀层，弥补超硬陶瓷颗粒与粘结相材料性质上的差异，可在不改变超硬陶瓷颗粒良好切削作用的条件下有效提高涂层结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层及其制备方法
本专利技术属于材料表面改性和涂层
，具体涉及一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层及其制备方法。
技术介绍
航空发动机作为飞机动力装置，对飞机的性能有着决定性的影响。而叶片作为航空发动机结构中的核心零件，决定了发动机的工作效率、稳定性、可靠性与耐久性等重要性能，保障其工作效率及安全旋转具有重大意义。叶尖间隙对压气机和涡轮效率、发动机功率和油耗率有重要影响。通过间隙控制可以提高发动机的运行效率、降低油耗，同时保障其可靠性及稳定性。间隙过大会导致气体大量泄漏，降低发动机效率；而过小径向间隙会导致叶片和机匣出现碰摩，降低叶片和机匣寿命，严重时会造成发动机故障。因此，减小机匣与叶尖之间间隙的气路封严技术是提高发动机效率和降低能耗的关键技术之一。该技术需在机匣内壁制备一层可磨耗封严涂层，同时在叶尖制备超硬耐磨涂层保护叶尖。经过数十年发展，国内外已经形成了较完备的可磨耗封严涂层材料体系。叶尖耐磨涂层常采用金属基陶瓷复合材料，陶瓷颗粒通过粘结合金固定在叶尖端面，从而提高叶尖的硬度及耐磨性。目前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，由超硬陶瓷颗粒(4)与粘结合金层(2)构成；所述超硬陶瓷颗粒(4)的一侧包裹镀层(3)，另一侧裸露，超硬陶瓷颗粒(4)包裹镀层(3)的一侧嵌入至粘结合金层(2)中，通过粘结合金层(2)牢固结合于叶尖基体(1)的端面上，形成外部棱角尖锐、内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层；/n其中，超硬陶瓷颗粒(4)包裹镀层(3)一侧的高度大于其嵌入粘结合金层(2)的深度。/n

【技术特征摘要】
1.一种内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，由超硬陶瓷颗粒(4)与粘结合金层(2)构成；所述超硬陶瓷颗粒(4)的一侧包裹镀层(3)，另一侧裸露，超硬陶瓷颗粒(4)包裹镀层(3)的一侧嵌入至粘结合金层(2)中，通过粘结合金层(2)牢固结合于叶尖基体(1)的端面上，形成外部棱角尖锐、内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层；
其中，超硬陶瓷颗粒(4)包裹镀层(3)一侧的高度大于其嵌入粘结合金层(2)的深度。


2.根据权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，超硬陶瓷颗粒(4)包裹镀层(3)一侧的高度为超硬陶瓷颗粒(4)自身高度的0.55-0.95倍；超硬陶瓷颗粒(4)嵌入粘结合金层(2)的深度为超硬陶瓷颗粒(4)自身高度的0.5～0.9倍。


3.根据权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，超硬陶瓷颗粒(4)为立方氮化硼颗粒或金刚石颗粒；硬质陶瓷颗粒的平均粒径为50～120μm时，满足切削性能需求；硬质陶瓷颗粒的平均粒径为121～350μm时，满足散热性能需求。


4.根据权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，超硬陶瓷颗粒(4)表面的镀层(3)为金属镍、金属钛或氮化钨薄膜。


5.根据权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，粘结合金层(2)选择镍含量大于53.0％，铬含量为6％～28％的镍基合金；或者，选择钛含量大于37.5％，锆含量为18％～30％，铜含量为10％～20％，镍含量为5％～10％的钛基合金。


6.根据权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层，其特征在于，按开尔文温度计算，粘结合金的熔点低于叶尖基体(1)的熔点的0.9倍。


7.权利要求1所述的内部包裹镀层的叶尖超硬切削涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备粘结合金层：在叶尖基体表面制备粘结合金层，粘结合金层厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠军，石秋生，刘梅军，陈林，李长久，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61