一种延长金属构件高温使用寿命的涂层及应用制造技术

技术编号：41533473 阅读：21 留言：0更新日期：2024-06-03 23:10

本发明专利技术涉及一种延长金属构件高温使用寿命的涂层及应用，具体为：涂层依次由高熵合金中间层、抗氧化层、阻氧层、隔热层组成，所述高熵合金中间层由7种或更多元素组成且为有序L1<subgt;2</subgt;晶体结构，抗氧化层由有序L1<subgt;2</subgt;晶体结构的含Pt元素金属母相和少量氧化铝纳米颗粒组成，阻氧层为氧化铝，隔热层由纳米磷酸镧和纳米氧化钇稳定氧化锆组成。涂层应用于构件受热面上，包括但不限于航空航天发动机燃烧室、涡轮机、喷管等组件表面，起抗氧化、隔热、抗烧蚀、耐高温腐蚀和抗冲刷作用。本发明专利技术的优点是可将零件许用温度提高到1500℃，不损害被保护零件的高温蠕变寿命，比普通热障涂层隔热温度提高1倍以上，使用寿命提高20倍以上。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属表面的耐超高温防护技术，具体为一种延长金属构件高温使用寿命的涂层及应用。

技术介绍

1、金属材料受热时，会出现氧化、烧蚀、高温腐蚀、高温冲刷等高温损伤现象。为了降低氧化、烧蚀、高温腐蚀、高温冲刷等损害，可采用内腔冷却或背面冷却方式对零件进行降温。在构件表面涂覆高温防护涂层方法对构件进行保护，以延长构件使用寿命，也是一种常用的技术措施。已知的高温防护涂层有金属涂层、非金属涂层、金属-非金属复合涂层等。上述冷却和涂层技术措施的结合，促进了热障涂层的发展，即涂覆低热导率的高温防护涂层于零件表面，同时采取内腔冷却技术措施，进一步使金属表面温度有较显著的降低，可达50-300℃。热障涂层现在已广泛应用于尖端工业产品中，如航空发动机、工业和船用燃气轮机、火箭发动机的核心零件。

2、现有工业标准的热障涂层包括粘结层和陶瓷面层组成，陶瓷面层材料一般为氧化钇部分稳定氧化锆(ysz)，粘结层材料一般为mcraly(m＝ni,co或其组合)或铂铝(β-niptal)。在服役过程中，粘结层与陶瓷层界面还会自发形成一层热生长氧化物(...

【技术保护点】

1.一种延长金属构件高温使用寿命的涂层，其特征在于：依次由高熵合金中间层(A)、抗氧化层(B)、阻氧层(C)和隔热层(D)组成。

2.根据权利要求1所述的高熵合金中间层(A)，其特征在于：晶体结构为有序L12晶体结构，由7种或更多化学元素组成，厚度为0.01～0.2mm。

3.根据权利要求1所述的抗氧化层(B)，其特征在于：由有序L12晶体结构的含Pt元素金属母相(E)和氧化铝纳米颗粒(F)组成，厚度为0.01～0.1mm。

4.根据权利要求1所述的阻氧层(C)，其特征在于：为氧化铝，厚度为0.0005～0.002mm。