一种抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，包括基体，基体表面沉积Ti层，Ti层表面沉积TiN层，TiN层表面沉积TiAlN层，TiAlN层包括至少一个应力吸收层，应力吸收层为梯度三明治结构的TiN

Gradient multilayer protective coating against erosion of solid particles and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于防护涂层领域，具体涉及一种抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]对于航空发动机而言，发动机的温度和空气压缩比与燃料消耗速率和发动机的推力直接相关，提高工作温度和减轻发动机部件的重量是改善现有发动机的性能、研究高推重比新型发动机的两项主要措施。因此，航空和航天器发动机的选料应具备“更轻，更刚、更强和更耐热”四种特性。
[0003]在航空飞机的运行过程中，尤其是在起降阶段，空气中的沙尘、冰粒、火山灰等固体颗粒会裹挟在压缩空气中被吸入发动机，从而对其各级叶片造成严重的冲蚀磨损破坏。这不仅会导致发动机维护周期变短、维护费用激增，更会影响发动机的运行效率及使用安全。有效缓解发动机叶片的冲蚀磨损破坏，延长其服役寿命迫在眉睫。
[0004]在抗冲蚀涂层开发初期，人们对于冲蚀磨损机理认识存在局限，认为涂层的硬度是影响抗冲蚀性能的主要因素，因此研究人员将涂层体系聚焦于二元氮(碳)化物TiN、CrN、ZrN、WC等。/>[0005]为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，其特征在于，包括基体，所述基体表面沉积Ti层，所述Ti层表面沉积TiN层，所述TiN层表面沉积TiAlN层，所述TiAlN层包括至少一个应力吸收层，所述应力吸收层为梯度三明治结构的TiN
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Ti
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TiN层。2.根据权利要求1所述的抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，其特征在于，将所述Ti层和TiN层作为过渡层，所述过渡层和TiAlN层的厚度比为1:0.5
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2。3.根据权利要求1所述的抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，其特征在于，所述抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层的总厚度为8.0
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17.0μm。4.根据权利要求1或3所述的抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，其特征在于，所述Ti层的厚度为1.0
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3.0μm，所述TiN层的厚度为3.0
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6.0μm，所述TiAlN层的厚度为4.0
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8.0μm，所述应力吸收层的厚度为0.3
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1.0μm，所述应力吸收层的数量为1
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6层。5.根据权利要求1所述的抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层，其特征在于，所述TiAlN层中的Ti与Al的原子比为80:20
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20:80。6.根据权利要求1
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5任一项所述的抗固体颗粒冲蚀的梯度多层防护涂层的制备方法，其特征在于，包括：(1)通入保护性气体，采用电弧离子镀方法，以纯Ti靶材为电弧阴极靶材，在基体表面沉积Ti层；然后关闭保护性气体并通入氮气，在所述Ti层表面形成TiN层；(2)关闭纯Ti靶材，以TiAl靶为电弧阴极靶材，持续通入氮气，在所述TiN层表面形成TiAlN层；(3)关闭TiAl靶，打开纯Ti靶材，通入流量为400.0
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600.0sccm的氮气20
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60s，然后以100.0
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200.0sccm/min的流量速率减少氮气流量直至停止氮气的通入，其中，当氮气流量达到200.0
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100.0sccm时，以100.0
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200.0sccm/min的流量速率增加保护性气体的流量直至达到200.0
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300.0sccm，并保持200.0
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300.0sccm保护性气体流量2
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15min；然后以100.0
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200.0sccm/min的流量速率减...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪爱英，阮海涛，王丽，王振玉，周定伟，
申请(专利权)人：宁波工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：