一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法技术

本发明专利技术提供一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，包括：在高温合金表面制备第一金属膜，对所述第一金属膜进行氧化处理，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜；所述高温合金服役后，所述高温合金的表面具有粗大柱状晶的氧化膜；在所述粗大柱状晶的氧化膜的表面制备第二金属膜，对所述第二金属膜进行氧化处理，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜。本发明专利技术在合金表面以及粗大柱状晶氧化物表面制备保护性、多孔氧化膜，从而实现提高高温合金抗氧化性和阻断粗大柱状晶外延生长的目的，进而能够提高高温合金服役寿命。进而能够提高高温合金服役寿命。进而能够提高高温合金服役寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法


[0001]本专利技术涉及高温合金
，具体地，涉及一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法。

技术介绍

[0002]高温合金服役失效来源于多方面因素。其中，因为高温合金发生氧化导致高温合金表面成分发生变化、在金属
‑
氧化膜界面和氧化膜中形成孔隙、裂纹等缺陷将降低高温合金服役寿命；同时，氧化膜生长逐渐形成粗大柱状晶，在应力作用下导致氧化膜剥落失效。
[0003]经过检索发现，申请公开号为CN1584119A的中国专利技术专利，公开了一种表面微孔化提高合金与氧化物结合力的方法，通过阳极电化学腐蚀，在600～1200℃的高温条件下氧化，以及在微孔化的合金或合金涂层表面组装Al2O3、ZrO2、SiO2及 Y2O3等氧化物薄膜或由它们构成的微叠涂层，使合金或合金涂层表面微孔化后钉扎氧化膜或陶瓷涂层，可以有效地提高合金或合金涂层与氧化膜或陶瓷涂层的结合力和抗剥落性能，从而提高其高温腐蚀性能，还可以在稀土效应和表面微晶化的基础上进一步提高氧化膜或陶瓷涂层与基体合金的结合力。但是该专利技术仍存在以下问题：该专利技术是将合金表面进行阳极化处理，在合金表明形成多孔结构；然后在该多孔结构中填充组装Al2O3、ZrO2、SiO2及Y2O3等氧化物，从而在合金表面形成具有保护性的氧化膜。但阳极化仅能对Al、Mg、Ti、Zr等有限种类的阀金属合金进行处理，因此，该技术仅能对上述合金有效，无法应用于高温合金以延长高温合金服役寿命。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，包括：在高温合金表面制备第一金属膜，对所述第一金属膜进行氧化处理，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜；
[0007]所述高温合金服役后，所述高温合金的表面具有粗大柱状晶的氧化膜；在所述粗大柱状晶的氧化膜的表面制备第二金属膜，对所述第二金属膜进行氧化处理，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜。
[0008]进一步地，所述在高温合金表面制备第一金属膜，包括：采用热浸镀、喷涂、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射和多弧离子镀中的任意一种，在高温合金表面形成所述第一金属膜。
[0009]进一步地，所述第一金属膜的材质为阀金属及其合金。
[0010]进一步地，所述对所述第一金属膜进行氧化处理，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜，包括：采用阳极氧化或微弧氧化的方法，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜。
[0011]进一步地，所述在所述氧化膜的表面制备第二金属膜，包括：采用热浸镀、喷涂、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射和多弧离子镀中的任意一种，在所述氧化膜的表面形成所述第二金属膜。
[0012]进一步地，所述第二金属膜的材质为阀金属及其合金。
[0013]进一步地，所述第二金属膜的厚度为10
‑
300μm。
[0014]进一步地，所述对所述第二金属膜进行氧化处理，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜，包括：采用阳极氧化的方法，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜。
[0015]进一步地，在阳极氧化过程中，采用交变电源，电压范围为0
‑
200V，频率为10
‑
2000 Hz，占空比为5
‑
80％；采用酸性电解液，所述酸性电解液包含硫酸、磷酸、铬酸、草酸和硼酸中的至少一种。
[0016]进一步地，所述对所述第二金属膜进行氧化处理，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜，包括：采用微弧氧化的方法，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少之一的有益效果：
[0018]本专利技术的通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，在高温合金表面制备保护性、低应力的第一多孔氧化膜，起到保护高温合金基体的作用；同时，在高温合金服役过程中形成的氧化物柱状晶表面制备第二多孔氧化膜，又能阻断粗大柱状氧化物晶粒的外延生长，在氧化膜表面重新形成细小的氧化物晶粒，使得适应氧化膜中应力，延缓其剥落时间，从而提高高温合金服役寿命；本专利技术具有成本低廉、适应性广的特点。
附图说明
[0019]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0020]图1为本专利技术实施例中高温合金表面多层氧化膜的结构示意图；
[0021]图中：1为高温合金基底，2为粗大柱状晶的氧化膜，3为第一多孔氧化膜，4 为第二多孔氧化膜。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0023]本专利技术实施例提供一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，参照图1，该方法包括：在高温合金(即高温合金基底1)表面制备第一金属膜，对第一金属膜进行氧化处理，将第一金属膜转化成第一多孔氧化膜3；高温合金服役后，高温合金的表面具有粗大柱状晶的氧化膜2，如图1中在高温合金基体1表面、第一多孔氧化膜3上均有粗大柱状晶的氧化膜2，这是由金属氧化物生长特点决定的；在粗大柱状晶的氧化膜2的表面制备第二金
属膜，对第二金属膜进行氧化处理，将第二金属膜转化成第二多孔氧化膜4。
[0024]本专利技术实施例在高温合金表面制备保护性、低应力的第一多孔氧化膜，起到保护高温合金基体的作用，形成的多孔氧化膜能提高合金抗氧化性能，后续的氧化物透过孔生长，将该多孔氧化膜钉扎在氧化膜中，使其不容易剥落；同时，在高温合金服役过程中形成的氧化物柱状晶表面制备第二多孔氧化膜的细晶组织，阻断柱状晶的继续生长，使其重新从细晶开始生长，起到延缓氧化膜剥落的目的，从而达到提高高温合金抗氧化性、延长高温合金服役寿命的目的。
[0025]现有技术中的提高合金与氧化物结合力的方法，仅适用于几种有限种类的阀金属，而高温合金不属于阀金属，无法采用阳极化在表面制备多孔氧化膜。本专利技术实施例首先在高温合金表面和服役一定时间后的粗大柱状晶氧化膜表面制备阀金属合金膜，然后进行阳极化处理，从而实现了对高温合金的保护。
[0026]在一些优选的实施例中，在高温合金表面制备第一金属膜，包括：采用热浸镀、喷涂、电镀、物理气相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，其特征在于，包括：在高温合金表面制备第一金属膜，对所述第一金属膜进行氧化处理，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜；所述高温合金服役后，所述高温合金的表面具有粗大柱状晶的氧化膜；在所述粗大柱状晶的氧化膜的表面制备第二金属膜，对所述第二金属膜进行氧化处理，将所述第二金属膜转化成第二多孔氧化膜。2.根据权利要求1所述的通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，其特征在于，所述在高温合金表面制备第一金属膜，包括：采用热浸镀、喷涂、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射和多弧离子镀中的任意一种，在高温合金表面形成所述第一金属膜。3.根据权利要求1所述的通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，其特征在于，所述第一金属膜的材质为阀金属及其合金。4.根据权利要求1所述的通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，其特征在于，所述对所述第一金属膜进行氧化处理，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜，包括：采用阳极氧化或微弧氧化的方法，将所述第一金属膜转化成第一多孔氧化膜。5.根据权利要求1所述的通过预制氧化膜延长高温合金服役寿命的方法，其特征在于，所述在所述氧化膜的表面制备第二金属膜，包括：采用热浸镀、喷涂、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射和多...

【专利技术属性】
技术研发人员：董安平，何林，杜大帆，熊良华，孙宝德，李建平，刘朝明，桂大兴，
申请(专利权)人：上海鑫蓝海自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：