一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层热喷涂复合粉末及其制备方法和应用，属于热喷涂涂层材料技术领域。该热喷涂复合粉末的化学组成为Si 4

【技术实现步骤摘要】
一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末及其应用


[0001]本专利技术涉及热喷涂涂层材料
，具体涉及一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末及其应用。

技术介绍

[0002]随着航天航空发动机的发展，对发动机的效率和能耗提出了极高要求。
[0003]采用气路封严技术来减小气路间隙是航空发动机提高效率、降低能耗的重要手段。一台典型发动机的高压涡轮叶尖气路间隙减少0.254mm，效率可提高约1％；压气机径向间隙增加0.076mm，耗油率可增加约1％。封严涂层一般是由一定比例的金属相、具有润滑作用的非金属相及较多的孔隙组成，由于其生产工艺简便、返修和调整性能容易、封严效果好而成为气路密封的关键技术。
[0004]为满足海洋环境下装备中中低温部位对封严的应用需求，开发中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层热喷涂材料，并实现应用，具有重要意义和工业应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末及其应用，该热喷涂复合粉末制备的涂层抗腐蚀性能和可磨耗性优异，可以作为中低温部件可磨耗封严涂层的面层材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层热喷涂复合粉末，按重量百分比计，该热喷涂复合粉末的组成如下：
[0008]Si 4
‑
12％，聚酰亚胺(Polyimide)35
‑
45％，余量为Al和不可避免的杂质。<br/>[0009]该热喷涂复合粉末控制其中杂质含量为：Fe≤0.8wt.％，Cu≤0.3wt.％。
[0010]该热喷涂粉末由机械混合法制备。
[0011]该热喷涂复合粉末粒度为20
‑
125μm。
[0012]该热喷涂复合粉末用于中低温部件(使用温度400℃以下)可磨耗封严涂层的面层的制备，所述面层采用大气等离子喷涂工艺制备而成。
[0013]所述大气等离子喷涂工艺参数为：主气压力90
‑
130psi，主气流量90
‑
120SCFH，次气压力80
‑
110psi，次气流量15
‑
25SCFH，载气压力80
‑
110psi，载气流量6
‑
10SCFH，电流550
‑
600A，送粉量20
‑
40g/min，喷涂角度60
‑
90
°
，喷涂距离90
‑
110mm；所述主气为氩气，次气为氢气，载气为氩气。
[0014]该热喷涂复合粉末制备的涂层的硬度为60
‑
90HR15Y。
[0015]该热喷涂复合粉末制备的涂层，喷涂态涂层结合强度不低于7MPa，经96h中性盐雾试验后涂层结合强度不低于5MPa。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]1、采用本专利技术热喷涂复合粉末制备的涂层的硬度为60
‑
90HR15Y。
[0018]2、采用本专利技术热喷涂复合粉末制备的涂层，喷涂态涂层结合强度不低于7MPa，经96h中性盐雾试验后涂层结合强度不低于5MPa。
具体实施方式：
[0019]以下结合实施例详述本专利技术。
[0020]本专利技术为中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层热喷涂复合粉末，其化学组成及杂质含量如表1所示。
[0021]表1热喷涂复合粉末的化学成分及杂质含量
[0022][0023]本专利技术热喷涂复合粉末及其应用，包括如下步骤：
[0024]步骤1：将原材料按照表1化学组成配料。
[0025]步骤2：将步骤1配好的原材料进行机械混合。
[0026]步骤3：对步骤2制备的陶瓷粉末进行化学成分及杂质含量分析。
[0027]步骤4：采用大气等离子喷涂技术将步骤2制备的陶瓷粉末制备成涂层。
[0028]步骤5：将步骤4制备的涂层样品进行硬度、结合强度性能测试。
[0029]以下实施例中，热喷涂陶瓷粉末采用大气等离子喷涂工艺制备成涂层，具体参数如下：
[0030]主气压力110psi，主气流量110SCFH，次气压力100psi，次气流量18SCFH，载气压力110psi，载气流量8SCFH，电流560A，送粉量25g/min，喷涂角度90
°
，喷涂距离110mm；所述主气为氩气，次气为氢气，载气为氩气。
[0031]实施例1：
[0032]步骤1：按Al12Si占比62％，Polyimide占比38％配料，即Si 7.44wt.％，Polyimide 38wt.％，余量为Al，其中Al12Si粒度为30
‑
125μm，Polyimide粒度为20
‑
100μm。
[0033]步骤2：采用双锥混料机将步骤1配好的原材料进行8h混合。
[0034]步骤3：对步骤2制备的复合粉末进行化学成分及杂质含量分析。结果如表2所示。
[0035]表2热喷涂复合粉末的化学成分及杂质含量
[0036][0037]步骤4：采用大气等离子喷涂技术将步骤3制备的复合粉末进行硬度、结合强度样品制备。
[0038]步骤5：将步骤4制备的样品进行硬度测试、喷涂态结合强度测试和中性盐雾96h后
结合强度测试。该热喷涂涂层硬度为82.3HR15Y，喷涂态涂层结合强度8.6MPa，经96h中性盐雾试验后涂层结合强度6.3MPa。
[0039]实施例2：
[0040]步骤1：按Al12Si占比58％，Polyimide占比42％配料，即Si6.96wt.％，Polyimide 42wt.％，余量为Al，其中Al12Si粒度为40
‑
125μm，Polyimide粒度为20
‑
90μm。
[0041]步骤2：采用双锥混料机将步骤1配好的原材料进行8h混合。
[0042]步骤3：对步骤2制备的复合粉末进行化学成分及杂质含量分析。结果如表2所示。
[0043]表2热喷涂复合粉末的化学成分及杂质含量
[0044][0045]步骤4：采用大气等离子喷涂技术将步骤3制备的复合粉末进行硬度、结合强度样品制备。
[0046]步骤5：将步骤4制备的样品进行硬度测试、喷涂态结合强度测试和中性盐雾96h后结合强度测试。该热喷涂涂层硬度为78.9HR15Y，喷涂态涂层结合强度8.3MPa，经96h中性盐雾试验后涂层结合强度6.1MPa。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末，其特征在于：按重量百分比计，该热喷涂复合粉末的组成如下：Si 4
‑
12％，聚酰亚胺35
‑
45％，余量为Al和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末，其特征在于：该热喷涂复合粉末控制其中杂质含量为：Fe≤0.8wt.％，Cu≤0.3wt.％。3.按照权利要求1所述的中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末，其特征在于：该热喷涂粉末由机械混合法制备。4.按照权利要求1所述的中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末，其特征在于：该热喷涂复合粉末粒度为20
‑
125μm。5.按照权利要求1所述的中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末的应用，其特征在于：该热喷涂复合粉末用于中低温部件可磨耗封严涂层的面层的制备，所述面层采用大气等离子喷涂技术制备而成。6.按照权利要求5所述的中低温抗腐蚀可磨耗封严涂层用热喷涂复合粉末的应用，其特征在于：所述大气等离子喷涂工艺参数为：主气压力90
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐娜，常辉，高明浩，崔凤静，张甲，栾胜家，邓予婷，王俊哲，侯万良，常新春，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：