一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法技术

本发明专利技术涉及高温防护涂层表面处理领域，具体为一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法。该方法的工艺流程为：对带有氧化膜的(Ni,Pt)Al涂层进行喷砂前处理，将表面生成的稳定致密的氧化膜去除；利用化学溶液腐蚀法退除涂层；将退除涂层后的试样进行后处理，去除表面附着的腐蚀产物，以备再次涂覆新的涂层。其特征在于：(1)所采用的退除溶液为HCl、C6H8O7·

【技术实现步骤摘要】
一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法


[0001]本专利技术涉及高温防护涂层表面处理领域，具体为一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法。

技术介绍

[0002](Ni,Pt)Al涂层具有优异的抗高温氧化及抗热腐蚀综合性能，是航空发动机和舰用燃气轮机常用商业化涂层之一。Pt的改性显著提高了涂层的抗氧化性能，涂层通过消耗Al不断生成α
‑
Al2O3，阻止氧化性气氛对基体合金的氧化侵害，延缓氧化速率。但涂层长期暴露在氧化环境中，随着元素的互扩散、Al元素不断消耗，Al含量降低导致的β
‑
NiAl向γ
’‑
Ni3Al转变发生的相变以及涂层产生塑性变形，导致氧化膜剥落和涂层退化，直至最终失效。镍基单晶高温合金基体较昂贵，若实现对失效(Ni,Pt)Al涂层的有效退除，之后再涂覆(Ni,Pt)Al涂层，使基体合金被有效利用和寿命最大化，这将具有重要意义和经济价值。若在保证单晶/定向合金叶片基体原有性能的前提下，对不合格或失效涂层进行去除，并涂覆新的涂层，就可以实现叶片的二次利用，延长基体的使用寿命，实现发动机叶片的再利用，这对于发动机的大修和延寿具有重要意义。国外对涂层的退除与再涂覆技术进行了严格的技术封锁，目前国内研究多集中于对于涂层退除工艺的探究，鲜有关注再涂覆涂层的性能评价，对于(Ni,Pt)Al涂层的退除研究缺乏其退除后表面基体状态和再涂覆涂层的性能考察等。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，退除涂层后的基体能够进行涂层再涂覆，再涂覆的涂层满足服役要求，从而实现叶片等工件的二次利用。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，该方法具体步骤如下：
[0006](1)前处理：将使用后带有氧化膜的(Ni,Pt)Al涂层工件进行切向小压力喷砂处理，去除涂层表面不导电的氧化膜；喷砂切向压力为0.2～0.4MPa，喷砂介质为200目玻璃丸，喷砂方向与工件平面夹角30～60
°
；
[0007](2)利用化学腐蚀的方法退除涂层：所采用的退除溶液为H2O、HCl、CH3COOH、C6H8O7·
H2O的混合溶液，将工件置于所述混合溶液中，水浴加热温度为45～75℃，退除时间为30～60min；
[0008](3)后处理：喷砂去除表面附着的腐蚀产物，以备再次涂覆新的(Ni,Pt)Al涂层；喷砂压力为0.2～0.4MPa，喷砂介质为240目刚玉砂。
[0009]所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，步骤(1)中，工件的基体合金为镍基定向凝固高温合金或镍基单晶高温合金。
[0010]所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，步骤(1)中，(Ni,Pt)Al涂层，按
原子百分比计，其归一化名义成分范围为：Al 38～50，Ni 40～55，Pt 2～10，Cr 1～5，Co 1～5。
[0011]所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，步骤(1)中，(Ni,Pt)Al涂层包括互扩散区的厚度为30～70μm。
[0012]所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，步骤(1)中，使用后(Ni,Pt)Al涂层氧化膜的厚度为1～5μm。
[0013]所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，按重量百分比计，退除溶液的组成如下：HCl 25～30％，CH3COOH 5～10％，C6H8O7·
H2O 15～20％，H2O 40～50％。
[0014]本专利技术的设计思想是：
[0015]本专利技术提出一种能够彻底去除(Ni,Pt)Al涂层的方法，同时不影响再涂覆涂层的服役性能。(Ni,Pt)Al涂层与腐蚀溶液发生反应，其主要是通过沿晶界腐蚀的方法退除涂层。
[0016]本专利技术的优点及有益效果是：
[0017]1、本专利技术使用化学法去除涂层，该方法退除速度较快，操作简便。
[0018]2、本专利技术使用化学法去除涂层后，再涂覆涂层的服役性能佳。
[0019]3、采用本专利技术涂层退除彻底干净，成本低廉，可用来实现规模化生产。
附图说明
[0020]图1是涂层氧化喷砂后截面形貌。
[0021]图2是不同退除时间的涂层表面及截面形貌。其中，(a)退除时间15min涂层截面形貌，(b)退除时间30min涂层截面形貌，(c)退除时间45min涂层截面形貌，(d)退除时间100min涂层截面形貌，(e)退除时间15min涂层表面形貌，(f)退除时间30min涂层表面形貌，(g)退除时间45min涂层表面形貌，(h)退除时间100min涂层表面形貌。
[0022]图3是一次制备涂层(a，c)与再涂覆涂层(b，d)的表面(a，b)及截面(c，d)形貌。
[0023]图4是一次制备涂层(a)与再涂覆涂层(b)在1100℃循环氧化300h后截面形貌。
[0024]图5是一次制备涂层和再涂覆涂层1100℃循环氧化动力学曲线。图中，横坐标Number of cycles代表(循环次数)，纵坐标Δw(Mass Gain)代表氧化增重(mg/cm2)。
具体实施方式
[0025]在具体实施过程中，本专利技术确定了一种适用于(Ni,Pt)Al涂层的化学溶液腐蚀的方法去除涂层，其工艺流程为：对带有氧化膜的(Ni,Pt)Al涂层进行前处理，将表面稳定的氧化产物去除；利用化学溶液腐蚀的方法退除涂层；将退除涂层后的试样进行后处理，去除表面附着的腐蚀产物，以备再次涂覆新的涂层。其特征在于：(1)退除涂层所采用的腐蚀溶液组成为H2O、HCl、C6H8O7·
H2O、CH3COOH；(2)退除涂层时，水浴温度为45～75℃，去除时间为30～60min。
[0026]下面，通过实施例和附图对本专利技术进一步详细说明。
[0027]实施例1
[0028]本实施例中，将在基体上进行涂层制备，而后对服役模拟之后的涂层进行化学溶液腐蚀退除。
[0029]首先，在第二代镍基单晶高温合金(N5)上制备(Ni,Pt)Al涂层：
[0030](1)采用线切割设备，将镍基单晶高温合金棒切割成Φ15mm
×
2mm的圆片状试样，并在每个试样的边缘切割一个直径约为1.7mm的圆孔，以便在后续实验中的样品悬挂。
[0031](2)首先将试样用400号砂纸磨制，再用240目的白刚玉进行喷砂处理，然后在浓度为50g/L的NaOH水溶液中煮沸10分钟，最后用酒精和丙酮的混合溶液(体积比为1:1)超声清洗20min。
[0032](3)将试样依次进行电镀Pt、真空互扩散及高温低活度气相沉积渗铝。渗铝时间为5h，得到40～70μm厚的(Ni,Pt)Al涂层(包括互扩散区)；按原子百分比计，其名义成分为：Al 49.43，Cr 1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：(1)前处理：将使用后带有氧化膜的(Ni,Pt)Al涂层工件进行切向小压力喷砂处理，去除涂层表面不导电的氧化膜；喷砂切向压力为0.2～0.4MPa，喷砂介质为200目玻璃丸，喷砂方向与工件平面夹角30～60
°
；(2)利用化学腐蚀的方法退除涂层：所采用的退除溶液为H2O、HCl、CH3COOH、C6H8O7·
H2O的混合溶液，将工件置于所述混合溶液中，水浴加热温度为45～75℃，退除时间为30～60min；(3)后处理：喷砂去除表面附着的腐蚀产物，以备再次涂覆新的(Ni,Pt)Al涂层；喷砂压力为0.2～0.4MPa，喷砂介质为240目刚玉砂。2.按照权利要求1所述的化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法，其特征在于，步骤(1)中，工件的基体合金为镍基定向凝固高温合金或镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍泽斌，张彩云，王硕，董志宏，崔宇，朱圣龙，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：