【技术实现步骤摘要】
一种多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层及其制备方法
[0001]本专利技术属于封严涂层
，涉及一种多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层及其制备方法，更具体是指用等离子蒸发沉积技术快速制备一种可磨耗性好、抗热冲击性好、以柱状晶为骨架的复合结构可磨耗封严涂层陶瓷层。
技术背景
[0002]可磨耗封严涂层，一般是采用热喷涂技术在压气机机匣内表面喷涂耐高温、抗氧化、质软多孔，能够与压气机叶片尖端形成一对可磨耗封严摩擦副的涂层。在运行过程中形成理想的径向气流间隙，获得最大压差，从而提高发动机效率，降低能耗，简化气路密封结构设计，延长使用寿命，是航空发动机和燃气轮机涂层技术中的一种关键技术。
[0003]目前，制备可磨耗封严涂层的方法主要是等离子喷涂和火焰喷涂。等离子喷涂技术的优势在于喷涂效率高，成本低。然而，由于涂层一般为层片状结构，与基体间的结合方式为机械结合，喷涂后对涂层聚合物的热处理使得涂层疏松，因此，等离子喷涂制备的涂层抗热冲击能力差，使用寿命短。而火焰喷涂技术对粉末的加热能力低，一般用于制备中低温的、金属基的可磨耗封...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层，其特征在于，包括在高温合金基体上依次沉积的金属粘结层和复合结构陶瓷层，其中所述复合结构陶瓷层是复合结构YSZ陶瓷层或复合结构镧系锆酸盐陶瓷层，由作为骨架的柱状晶和填充在柱状晶间隙颗粒构成，柱状晶骨架占比为50～80vol.％，颗粒占比10～40vol.％，孔隙率为1～10vol.％。2.根据权利要求1所述的多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层，其特征在于，所述金属粘结层为三种材质的任一种：第一种为NiCoCrAlY，其组分包括40～60wt.％的Ni，15～25wt.％的Co，16～27wt.％的Cr，5～10wt.％的Al，0.05～2wt.％的Y；第二种为NiAlX，X选择Dy、Hf或Zr中的任一种，其组分包括40～60mol％的Ni，38～60mol％的Al，0.05～1.5mol％的X；第三种为NiAlPt，其组分包括40～60mol％的Ni，34～46mol％的Al，4～20mol％的Pt。3.根据权利要求1所述的多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层，其特征在于，所述金属粘结层厚度为20～100μm，所述复合结构陶瓷层厚度为100～2000μm。4.一种多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，高温合金基体预处理；第二步，高温合金基体上制备金属粘结层，金属粘结层制备完毕后取出高温合金基体并对其进行真空热处理，温度1000～1100℃，时间为3～5h，真空度7～9
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10
‑5mbar，随炉冷却至室温后取出；第三步，采用等离子蒸发沉积在金属粘结层上制备复合结构陶瓷层，YSZ粉末或镧系锆酸盐粉末经过等离子束流的加热后形成固、液、气三相，气相原子在固相颗粒上沉积并生长成柱状结构，同时伴随固相颗粒多次形核和液相的沉积，形成以柱状晶为骨架、颗粒填充柱状晶间隙的复合结构陶瓷层，柱状晶骨架占比为50～80vol.％，颗粒占比10～40vol.％，孔隙率为1～10vol.％。5.根据权利要求4所述的多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层的制备方法，其特征在于，所述第二步，采用下述三种方式的任一种制备粘结层：采用真空等离子喷涂方法制备NiCoCrAlY金属粘结层；采用电子束物理气相沉积方法制备NiAlX金属粘结层，X选择Dy、Hf或Zr中的任一种；采用电镀和包埋渗的方法制备NiAlPt金属粘结层。6.根据权利要求5所述的多相共沉积复合结构可磨耗封严涂层的制备方法，其特征在于，采用真空等离子喷涂方法制备NiCoCrAlY金属粘结层具体为：将第一步预处理后的高温合金基体安装在真空室的自动工件运动台上，调整工艺参数：喷涂功率为50～55kW，喷涂电流为1400～1550A，送粉率15～20g/min，喷涂距离550～600mm，主气流量Ar 30～35slpm，He 55～60slpm，真空度70～75mbar；沉积2～3min...
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