【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金涂层，尤其涉及一种适用于镍基高温合金的co复合改性ptal渗层及其制备方法。
技术介绍
1、镍基高温合金由于其出色的高温力学性能，被广泛应用于航空发动机、燃气轮机等的热端部件上。为了提高镍基高温合金在超高温下服役的性能，增强合金的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，工业界普遍采用包埋渗滤、料浆渗铝、气相渗铝和化学气相沉积等方法在镍基合金上扩散一层β-nial渗铝层。渗铝层内铝含量加高，普遍能达到35wt％，因此在高温服役时可以在零件表面形成一层致密的氧化铝膜，从而阻止氧气进一步往基材中扩散，提高了基材的抗氧化性。其他有益元素，比如pt、pd、si、cr、hf等的引入，能更好的提高渗铝层的抗腐蚀性能。发展至今，以ptal涂层最为成功，已被广泛应用于工业航空发动机和燃气轮机的涡轮叶片和导向叶片上，比如美国lm25000型燃气轮机，高压涡轮导向叶片上就涂覆了ptal涂层。
2、ptal涂层虽然有具备出色的抗超高温氧化性能和热腐蚀性能，但是对于合金的高温力学性能，如蠕变和拉伸性能有直接的降低，降低值大约为5％～10％。在长期服役后，由于ptal层、氧化层和基材的热匹配差异，“褶皱”现象会出现在涂层表面，并最终引起涂层破碎、寿命下降。因此，如何解决ptal涂层在高温服役后的“褶皱”现象，是当前ptal涂层发展的主要方向之一。co元素可与ni完全固溶，并且偏析在γ相中，co的引入能稳定镍基合金的γ相，提高镍基合金的力学性能。中国科学院金属研究所的孙晓峰等人(chenggang tian,guomnig han,chuan
3、针对上述现有技术，北航周春根团队和中科大金属所孙超团队(effect of y2o3content in the pack on microstructure and hot corrosion resistance of y-co-modified aluminide coating[j].corrosion science；the isothermal and cyclicoxidation behaviour of two co modified aluminide coatings at high temperature[j].corrosion science)均采用包埋渗的方式在镍基合金上制备coal涂层，包埋渗的原材料为co粉(100目以下)、al粉(100目以下)、氯化铵和氧化铝等粉末，通过将零件埋入粉末中，1050℃保温一段时间后实现coal共渗。但是包埋渗coal存在多种问题：1、热端部件普遍有气膜孔，包埋渗的粉末会堵住气孔，因此无法适用于热端部件的渗铝；2、包埋渗温度高，对于合金的组织有劣化的影响；3、包埋渗渗层不均匀，可能存在断点；4、由于钴粉是有毒物质，包埋渗钴铝可能会造成生产工人“钴中毒”；5、粉尘较多，环保压力很大。针对上述问题，公开号为cn107858662a的中国专利采用了化学气相沉积的方式实现钴铝共渗，钴源采用钴颗粒，通过hcl与钴颗粒反应生成cocl2，但是由于cocl2的沸点高达1049℃，因此其渗铝温度必须控制在该温度以上，几乎所有商用合金都难以承受这个温度，并且实际生产中，该方法渗钴效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于镍基高温合金的co复合改性ptal渗层及其制备方法，所述制备方法通过调整钴源的组成，解决了渗铝温度过高导致的渗钴效率较低的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种适用于镍基高温合金的co复合改性ptal渗层的制备方法，包括以下步骤：
4、在镍基高温合金表面电镀铂后，进行真空热处理，得到表面包括ni-pt互扩散层的镍基高温合金；
5、采用化学气相沉积的方式，对所述表面包括ni-pt互扩散层的镍基高温合金进行钴铝共渗处理，得到所述co复合改性ptal渗层；
6、所述化学气相沉积采用的钴源为碘化铵和钴粒的混合物，所述钴源的反应气体为碘化氢；所述化学气相沉积采用的铝源为铝粒，所述铝源的反应气体为氯化氢。
7、优选的，所述电镀铂采用的电镀液包括主盐、导电盐、ph调节剂、添加剂和对氨基苯磺酸；
8、所述主盐包括p盐或q盐；
9、所述导电盐为氯化钠、氯化铵、磷酸二氢钠、硝酸铵、亚硝酸钠、焦磷酸钠、磷酸氢二铵中的一种或多种；
10、所述ph调节剂包括氢氧化钾、氢氧化钠和氨水中的一种或多种；
11、所述添加剂包括十二烷基苯磺酸钠；
12、所述电镀液的ph值为10～11。
13、优选的，所述电镀铂的电镀温度为80～100℃，电流密度为0.1～0.8安培/平方分米；
14、所述电镀铂得到的镀层的厚度为1～3μm。
15、优选的，所述真空热处理的温度为900～950℃，时间为4～8h，真空度≤10-3pa。
16、优选的，所述碘化铵和钴粒的混合物中碘化铵和钴粒的质量比为(4～10)：100；所述钴源位于所述化学气相沉积的第一反应器中；
17、所述铝源位于所述化学气相沉积的第二反应器中；
18、所述钴铝共渗处理在反应炉中进行。
19、优选的，所述第一反应器中的还原性气氛为氢气，载气为氩气；
20、所述第二反应器中的还原性气氛为氢气，载气为氩气；
21、所述反应炉的压力≤10-3pa。
22、优选的，所述第一反应器中的氢气的流速为5～10l/min，氩气的流速为10～20l/min，碘化氢的流速为0.5～2l/min；
23、所述第二反应器中氩气的流速为5～20l/min，氢气的流速为2～10l/min，氯化氢的流速为1～4l/min，所述第二反应器中氢气和氯化氢的流速比为(2～3)：1。
24、优选的，所述第一反应器的温本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于镍基高温合金的Co复合改性PtAl渗层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀铂采用的电镀液包括主盐、导电盐、pH调节剂、添加剂和对氨基苯磺酸；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述电镀铂的电镀温度为80～100℃，电流密度为0.1～0.8安培/平方分米；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空热处理的温度为900～950℃，时间为4～8h，真空度≤10-3Pa。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碘化铵和钴粒的混合物中碘化铵和钴粒的质量比为(4～10)：100；所述钴源位于所述化学气相沉积的第一反应器中；
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一反应器中的还原性气氛为氢气，载气为氩气；
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一反应器中的氢气的流速为5～10L/min，氩气的流速为10～20L/min，碘化氢的流速为0.5～2L/min；
8.如权利要求5～7任一项
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述钴铝共渗处理的时间为4～10h，温度为900℃～1100℃。
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的Co复合改性PtAl渗层，其特征在于，所述Co复合改性PtAl渗层的厚度为20～60μm；
...【技术特征摘要】
1.一种适用于镍基高温合金的co复合改性ptal渗层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀铂采用的电镀液包括主盐、导电盐、ph调节剂、添加剂和对氨基苯磺酸；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述电镀铂的电镀温度为80～100℃，电流密度为0.1～0.8安培/平方分米；
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空热处理的温度为900～950℃，时间为4～8h，真空度≤10-3pa。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碘化铵和钴粒的混合物中碘化铵和钴粒的质量比为(4～10)：100；所述钴源位于所述化学气相沉积的第一反应器中；...
【专利技术属性】
技术研发人员：李树索，陈小雨，张恒，吴泽，
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：
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