【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于单晶高温合金表面防护领域，具体涉及一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法。
技术介绍
1、随着航空发动机和燃气轮机推重比的不断增加，在提高发动机效率的同时，热端部件材料服役环境温度也在不断地提高。目前提高热端部件耐热极限的常用方法只有三种：合金、气膜冷却和热障涂层，镍基单晶高温合金作为高温力学性能的材料被广泛地应用于先进的航空发动机和燃气轮机热端部件。我国研制的第二代单晶dd5合金已成熟应用于涡轮叶片中，其具有优异的高温力学性能、组织稳定并且铸造工艺性能好，但是由于其合金化学成分中al元素含量仅有6％～6.4％，当面对如此苛刻的高温服役环境时，很难有效的抵抗高温氧化和高温腐蚀的进行。因此，需要在叶片表面制备高温防护涂层，用来提高dd5合金基体的抗高温氧化能力。
2、铝化物涂层在高温富氧环境下，可以在涂层表面快速地生成一层致密、均匀的al2o3薄膜，从而阻碍高温氧化的继续进行，同时这层氧化物膜也可以阻碍环境中的s、p、cl等腐蚀性元素向基体内部的扩散。基于以上优点，铝化物涂层已被广泛应用于镍基高温合金叶片的内腔防护
3、目前，在高温合金的内腔表面制备铝化物涂层的常用方法是粉末包埋法渗铝、气相循环渗铝法(vpa)和化学气相渗铝(cva)。对于具有交错肋结构的涡轮动叶片，通常尾缘排气通道狭窄、孔隙小，叶片内部冷却气道曲折排布。粉末包埋法需要在内腔填充含有卤化物活化剂的铝铁合金粉，通过扩散热处理形成稳定的铝化物。此方法的混合粉末制备、铝化反应后粉末的去除都很费力，粉末
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积渗铝化物涂层的方法，用于实现稳定的在燃气轮机涡轮动叶内腔加工渗铝防护涂层。
2、一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，包括以下步骤：
3、预处理：对单晶合金铸件进行超声波清洗，对非沉积外表面使用防护剂进行遮蔽；
4、化学气相沉积铝化处理：对所述经过预处理的单晶高温合金叶片进行化学气相沉积渗铝处理，得到渗铝处理后的单晶高温合金叶片；
5、扩散退火处理：对所述内腔经过化学气相沉积处理的单晶高温合金叶片进行扩散退火处理，得到扩散退火处理后的单晶高温合金叶片。
6、进一步地，所述化学气相沉积铝化处理步骤中：铝化处理反应温度为1000℃～1050℃，铝化处理的时间为1～2h，真空度为200mbar，反应气hcl气体浓度为2l/min。
7、进一步地，所述扩散退火处理步骤，包括：
8、高温扩散退火阶段：高温扩散退火阶段的加热温度为1000～1050℃，保温时间为0～2h，该阶段可以通过在化学气相沉积炉内中断反应气保留惰性气氛进行保温，然后，随炉冷却到室温；
9、低温扩散退火阶段：低温扩散退火阶段的加热温度为870～900℃，保温时间为3～4h，然后，冷却到室温，得到退火处理后的铝化物组织；
10、冷却方式为充氩气冷却。
11、进一步地，所述铝化物涂层包括外层和扩散层；所述外层为单相β-nial涂层。
12、进一步地，所述β-nial涂层的厚度为10～40μm。
13、进一步地，所述单晶高温合金为第二代镍基高温合金，材料牌号为dd5。
14、进一步地，所述单晶高温合金的内腔使用化学气相沉积制备铝化物的方法制备而成。
15、本专利技术的有益效果在于：(1)制备流程简单，原料成本低，涂层厚度均匀可控；(2)涂层组织结构稳定，涂层加工结果可重现性好；(3)扩散热处理可以和合金最终时效热处理结合，减少热处理工艺的基础上仍可以得到组织稳定的β-nial相；(4)优异的抗氧化性能；(5)优异的抗热腐蚀性能。
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1.一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述化学气相沉积铝化处理步骤中：铝化处理反应温度为1000℃～1050℃，铝化处理的时间为1～2h，真空度为200mbar，反应气HCl气体浓度为2L/min。
3.根据权利要求1所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述扩散退火处理步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述铝化物涂层包括外层和扩散层；所述外层为单相β-NiAl涂层。
5.根据权利要求4所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述β-NiAl涂层的厚度为10～40μm。
6.根据权利要求1所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述单晶高温合金为第二代镍基高温合金，材料牌号
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种在DD5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述单晶高温合金的内腔使用化学气相沉积制备铝化物的方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述化学气相沉积铝化处理步骤中：铝化处理反应温度为1000℃～1050℃，铝化处理的时间为1～2h，真空度为200mbar，反应气hcl气体浓度为2l/min。
3.根据权利要求1所述的一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层的方法，其特征在于，所述扩散退火处理步骤，包括：
4.根据权利要求1所述的一种在dd5单晶高温合金叶片内腔化学气相沉积铝化物涂层...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，邢丽丹，李洋，祁一东，高硕，纪宏志，张超，姜俊时，李航，潘佳丰，
申请(专利权)人：中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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