一种Pt-Al涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于高温涂层技术领域，具体涉及一种Pt

【技术实现步骤摘要】
一种Pt
‑
Al涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于高温涂层
，具体涉及一种Pt
‑
Al涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]高温合金作为最常用的航空发动机叶片材料，在服役过程中处于极高的温度，为了保证高温合金在使用过程中不被氧化，常在其表面制备一层高Al含量的抗氧化涂层，也称金属粘结层，通过在高温下形成一层致密的氧化铝膜保护内部材料。目前抗氧化涂层中的Pt
‑
Al涂层是高温防护涂层领域里的重点研究方向。
[0003]在高温合金基体上制备出Pt
‑
Al涂层需要在电镀Pt前对其进行喷砂的前处理，由于电镀沉积的原理是金属阳离子在基体材料表面得到电子生成金属单质与基体表面产生机械结合，因此基体材料表面不仅要有良好的导电性，还需要有一定的粗糙度与镀层结合。粗糙度过大会导致镀层沉积不均匀，与基体之间产生较多孔洞；粗糙度过小镀层与基体结合力小，沉积的过程中由于内应力积累容易剥落。因此需要选择合适的粗糙度进行电镀。
[0004]传统的喷砂工艺通常选用刚玉砂作为喷砂原料，虽然刚玉砂具有成本低廉的优点，但由于刚玉砂的硬度比高温合金基体高，喷砂过程中会嵌入至基体中，残留的刚玉砂因其成分组成与涂层不同，作为异质相残留会破坏电镀涂层整体的连续性，进而降低涂层的抗氧化性能；且残留的刚玉砂作为硬质相会成为疲劳裂纹萌生源头对涂层的疲劳性能产生有害影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种Pt
‑r/>Al涂层的制备方法，本专利技术提供的方法能够进一步提高Pt
‑
Al涂层的抗氧化性能，延长Pt
‑
Al涂层的抗疲劳寿命。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种Pt
‑
Al涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将镍基高温合金进行打磨后，进行喷砂处理，得到预处理的基底；所述喷砂处理采用的介质为镍砂；
[0009]在所述预处理的基底表面电镀沉积Pt层，依次进行除氢和真空退火，得到沉积有Pt层的基底；
[0010]将所述沉积有Pt层的基底的表面进行渗铝处理，得到所述Pt
‑
Al涂层。
[0011]优选的，所述镍砂的粒径为120～240目。
[0012]优选的，所述喷砂处理的过程中的喷砂气流压强≥0.5MPa。
[0013]优选的，所述喷砂处理的时间为1～3min。
[0014]优选的，所述电镀沉积Pt层的条件为：温度为80～90℃，电流密度为1～5A/dm2，电镀时间为1～60min。
[0015]优选的，所述除氢的温度为500～700℃，升温至所述除氢温度的升温速率为5～10℃/min，保温时间为5～7h。
[0016]优选的，所述真空退火的温度为1000～1100℃，升温至所述真空退火温度的升温速率为5～10℃/min，保温时间为2～4h。
[0017]优选的，所述渗铝处理的温度为800～1000℃，保温时间为3～5h。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的Pt
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Al涂层，所述Pt
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Al涂层的厚度为45～50μm。
[0019]优选的，所述Pt
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Al涂层中Pt元素的质量含量为20～25％；所述Al元素的质量含量为25～30％。
[0020]本专利技术提供了一种Pt
‑
Al涂层的制备方法，包括以下步骤：将镍基高温合金进行打磨后，进行喷砂处理，得到预处理的基底；所述喷砂处理采用的介质为镍砂；在所述预处理的基底表面电镀沉积Pt层，依次进行除氢和真空退火，得到沉积有Pt层的基底；将所述沉积有Pt层的基底的表面进行渗铝处理，得到所述Pt
‑
Al涂层。本专利技术采用镍砂进行喷砂处理，在喷砂过程中难以嵌入到基体之中，因而可避免成为疲劳裂纹的萌生源降低涂层的疲劳性能，也可保证涂层整体的连续性；同时镍砂的成分与镍基高温合金的主元素成分相同，即使少量镍砂残留也可在后续的涂层热处理过程中扩散至基体，不会作为异质相残留破坏基体的连续性，因而可避免涂层的抗氧化性能下降。
附图说明
[0021]图1为实施例1得到的Pt
‑
Al涂层截面的SEM图；
[0022]图2为对比例1得到的Pt
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Al涂层截面的SEM图；
[0023]图3为实施例1和对比例1得到的Pt
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Al涂层的抗氧化性能测试曲线。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种Pt
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Al涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将镍基高温合金进行打磨后，进行喷砂处理，得到预处理的基底；所述喷砂处理采用的介质为镍砂；
[0026]在所述预处理的基底表面电镀沉积Pt层，进行真空退火，得到沉积有Pt层的基底；
[0027]将所述沉积有Pt层的基底的表面进行渗铝处理，得到所述Pt
‑
Al涂层。
[0028]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0029]本专利技术将镍基高温合金进行打磨后，进行喷砂处理，得到预处理的基底；所述喷砂处理采用的介质为镍砂。
[0030]本专利技术对所述镍基高温合金的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本专利技术的具体实施例中，所述镍基高温合金的牌号优选为IC21合金；以质量百分含量计，所述IC21合金优选包括6.5～8.2％的Al、1.0～4.5％的Ta、7～11％的Mo、0.8～1.8％的Re、1.3～3.2％的Cr和余量的Ni。
[0031]在本专利技术中，所述打磨的过程优选为：依次采用60#、240#、600#和1000#砂纸进行打磨；每种型号的砂纸的打磨时间优选为3～5min；所述打磨的总时间优选为12～20min。所述打磨的过程中，本专利技术还优选包括对所述镍基高温合金的边缘进行倒角处理。本专利技术对所述倒角处理的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本专利技术中，通过打磨能够去除不导电的表面氧化膜，使表面粗糙度均匀。
[0032]在本专利技术中，所述镍砂的粒径优选为120～240目。在本专利技术中，所述喷砂处理的过程中的喷砂气流压强优选≥0.5MPa，进一步优选为0.5～1MPa。在本专利技术中，所述喷砂的时间优选为1～3min。在本专利技术中，通过控制喷砂处理的气流压强，确保镍基高温合金表面的粗糙度能够使镀层和基体牢固结合。
[0033]所述喷砂后，本专利技术还优选包括对得到的基底进行超声水洗；所述超声水洗的时间优选为10～15min。在本专利技术中，通过超声水洗能够去除表面残余的砂粒，防止砂粒影响后续的电镀。
[0034]在本专利技术中，所述预处理的基底的表面粗糙度优选为3～5μm。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pt
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Al涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将镍基高温合金进行打磨后，进行喷砂处理，得到预处理的基底；所述喷砂处理采用的介质为镍砂；在所述预处理的基底表面电镀沉积Pt层，依次进行除氢和真空退火，得到沉积有Pt层的基底；将所述沉积有Pt层的基底的表面进行渗铝处理，得到所述Pt
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Al涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍砂的粒径为120～240目。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理的过程中的喷砂气流压强≥0.5MPa。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理的时间为1～3min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀沉积Pt层的条件为：温度为80～90℃，电流密度为1～5A/dm2，电镀时间为1～60min。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思岳，刘原，张恒，宫声凯，
申请(专利权)人：北航成都航空动力创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：