涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种涂层及其制备方法与应用，涂层包括位于基体表面的NiCrAlYSi层、位于NiCrAlYSi层表面的α

【技术实现步骤摘要】
涂层及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于涂层和表面处理
，具体涉及一种涂层及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]针对在高温合金基体表面制备Pt(铂)涂层的情况，传统思路是通过反应磁控溅射或等离子喷涂等工艺进行制备，这些制备方法不仅费时费力，生产成本也极高，并且在循环热震环境下结合力较差，容易发生掉块、起皮和剥落现象，不能满足涂层的功能需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种涂层及其制备方法，应用于涡轮叶片，降低涡轮叶片在常温、高温下的红外发射率，同时克服现有制备方法存在的高成本、耗时长、涂层综合性能(特别是热震性能)的问题，满足涡轮叶片在涂层厚度、涂层结合强度、抗热震性能、抗氧化性能和耐热性方面的要求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]涂层，包括，
[0006]位于基体表面的NiCrAlYSi层；
[0007]位于NiCrAlYSi层表面的α-Al2O3层；
[0008]位于α-Al2O3层表面的Pt层。
[0009]进一步，所述涂层的厚度范围为1～10μm，其中NiCrAlYSi层的厚度为5～7μm，α-Al2O3层的厚度为0.5～2μm，Pt层的厚度为1～3μm。
[0010]涂层的制备方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一，采用多弧离子镀在基体表面形成NiCrAlYSi层；
[0012]步骤二，对形成的NiCrAlYSi层进行氧化生成α-Al2O3层；
[0013]步骤三，在α-Al2O3层表面电镀Pt层。
[0014]优选的，所述步骤一之前还包括对基体表面进行湿喷砂处理，去除表面污物。
[0015]优选的，所述步骤一和步骤二之间还包括NiCrAlYSi层的表面整平处理，降低NiCrAlYSi层的表面粗糙度。
[0016]优选的，所述步骤二中通过真空预氧化生成α-Al2O3层，真空预氧化温度为870℃，时间为24h。
[0017]优选的，所述步骤三之后还包括晶化处理。
[0018]优选的，所述步骤三中，电镀温度90～95℃，pH值10～11，电流密度0.5～1ASD，时间10～15min。
[0019]上述涂层应用于涡轮叶片表面涂层。
[0020]进一步，所述涡轮叶片为高温合金，包括K465和GH4648。
[0021]本专利技术制备方法制备的涂层结合强度>18MPa，制备态涂层在3～5μm和8～14μm室温红外发射率≤0.1，900℃下在3～5μm和8～14μm红外发射率≤0.3；900℃，300h恒温氧化
后，涂层在3～5μm和8～14μm室温红外发射率≤0.25；在900℃，恒温200小时后完全抗氧化，900℃恒温300h和热震300次循环后，涂层外观不发生变化，不出现起皱、鼓泡、开裂、翘皮和脱落等现象。
附图说明
[0022]图1是涂层的制备流程示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。
[0024]本实施例中的涂层包括基体表面的粘结层(NiCrAlYSi层)，粘结层表面的阻扩散层(α-Al2O3层)以及阻扩散层表面的功能层(Pt层)。
[0025]涂层的制备方法思路，基体经过外观检验合格后进行表面清理，表面清理主要去除基体表面的污染物；然后在基体表面进行多弧离子镀，增加一层NiCrAlYSi层，提高涂层的抗氧化性能；接着对NiCrAlYSi层整平，表面平整能降低表面粗糙程度，有助于氧化膜(α-Al2O3层)的形成；真空预氧化在涂层表面形成一层连续致密的氧化膜作为阻扩散层，能够阻挡Pt(铂)的扩散；然后，电镀一层低红外发射层(Pt层)降低红外发射率；最后晶化处理，晶化处理能够提高涂层服役稳定性，降低红外发射率。
[0026]如图1所示，为一种在涡轮叶片表面制备上述涂层的方法，包括，
[0027]步骤一，检验，检查叶片外观的完整性；
[0028]步骤二，叶片湿喷砂处理，采用100～300目的白刚玉，喷砂压力在0.2～0.4MPa；
[0029]步骤三，多弧离子镀NiCrAlYSi，采用多弧源电弧离子镀膜机在叶片基体表面生成NiCrAlYSi层，NiCrAlYSi层的厚度为5～7μm；
[0030]步骤四，表面整平，采用100～300目白刚玉/玻璃丸，压力为0.2～0.4MPa；
[0031]步骤五，预氧化，在预抽真空气氛炉中真空预氧化，温度870℃，时间24h，通过对NiCrAlYSi真空氧化，在NiCrAlYSi层表面形成0.5～2μm厚度的α-Al2O3层；
[0032]步骤六，电镀铂(Pt),电镀温度90～95℃，pH值10～11，电流密度0.5～1ASD，时间10～15min，在α-Al2O3层表面形成一层电镀Pt层，厚度1～3μm；
[0033]步骤七，晶化处理，大气环境下热处理；
[0034]步骤八，性能检验，包括红外发射率、涂层结合强度、抗热震性能、抗氧化性能和耐热性等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.涂层，其特征在于：包括，位于基体表面的NiCrAlYSi层；位于NiCrAlYSi层表面的α-Al2O3层；位于α-Al2O3层表面的Pt层。2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于：所述涂层的厚度范围为1～10μm，其中NiCrAlYSi层的厚度为5～7μm，α-Al2O3层的厚度为0.5～2μm，Pt层的厚度为1～3μm。3.涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤一，采用多弧离子镀在基体表面形成NiCrAlYSi层；步骤二，对形成的NiCrAlYSi层进行氧化生成α-Al2O3层；步骤三，在α-Al2O3层表面电镀Pt层。4.根据权利要求3所述的涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤一之前还包括对基体表面进行湿喷砂处理，去除表面污物。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐靖，宫声凯，郭洪波，肖清云，魏亮亮，
申请(专利权)人：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：