專利名稱：一種高溫防護(hù)涂層工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)涂層防護(hù)與抗腐蝕工藝科學(xué)，特別提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝
方法。
背景技術(shù)：
滲層在50年代就出現(xiàn)固體滲鋁，目前在航空制造業(yè)仍然得到廣泛應(yīng)用。典型的固 體滲鋁工藝是采用鋁_鐵合金粉加入1 3 %的氯化銨經(jīng)混合后制成滲劑，將零件埋入粉末 滲劑中，經(jīng)高溫?cái)U(kuò)散處理后在表面形成以NiAl相為主的鋁化物涂層，該滲層主要目的是提 高零件的抗氧化能力，不過由于鋁原子向基體內(nèi)擴(kuò)散將表層中的鉻原子"擠"向次表面，從 而使?jié)B層外層中鉻原子減少，會(huì)影響抗熱腐蝕性能。采用滲鋁工藝獲得的P-NiAl相的鋁 化物涂層在高溫工作中隨著使用時(shí)間延長，由于鋁向內(nèi)外擴(kuò)散導(dǎo)致濃度降低NiAl相會(huì)發(fā) 生分解退化，抗氧化抗腐蝕性能隨著降低，為了改善鋁化物涂層的性能，在涂層中加入其它 元素，出現(xiàn)了 Al-Si、 Pt-Al、 Cr-Al等改進(jìn)型鋁化物涂層，改進(jìn)型鋁化物涂層不但使涂層的 防護(hù)性能得到提高，而且擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，滿足了新型機(jī)種的需要。目前正在應(yīng)用的A1-Si 滲層結(jié)構(gòu)是以P-NiAl相為主，除含有較高鋁(20%以上)夕卜，還含有一定量的硅(5%左 右)，其上彌散分布著MC、 a-Cr、 a-(Mo， W)及富硅的MeC(或G相)等二相質(zhì)點(diǎn)。該涂層 具有優(yōu)良的防護(hù)性能，表面光潔、滲層厚度整齊等特點(diǎn)。雖然該滲層由于硅的參與，減緩了 滲層的退化速度，但同樣滲層的外層的鉻有一定量的降低。 采用傳統(tǒng)的工藝方法獲得的涂層在抗燃?xì)飧g的能力方面顯得不足，本發(fā)明提供 一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，它是利用在滲劑中加入鋁和硅以及含鉻元素的物資，經(jīng)過固 化及真空高溫?cái)U(kuò)散獲得的一種含鉻量高的高溫防護(hù)滲層。由于滲劑中加入了含鉻元素的物 質(zhì)，使得鉻元素參與反應(yīng)，使得滲層中的鉻元素有一定的提高，改變了滲鋁硅過程中使得滲 層中的鉻元素含量下降的局面，從而提高了滲層的抗腐蝕能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，特別提供一種高溫防護(hù)涂層工藝方法
本發(fā)明提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于工藝流程為配制粘結(jié) 劑一配料漿一噴涂一固化一真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水700 900g， 三氧化鉻60 90g，氧化鎂70 90g，磷酸270 400g ;粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中 加入磷酸一加入氧化鎂并充分溶解一加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采 用少量多次加入的原則，先少量加入等溶液變清后，再次加入。 所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑700 900g — 加入鋁粉400 600g —加入鋅粉90 120g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，噴涂采用0. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿噴涂于 零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在90 110攝氏度下徹底烘干，之后在 350 400度進(jìn)行固化。
所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，真空爐加熱采用900 1100攝氏度，真空度在 0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。 本工藝涂層是一種以無機(jī)磷酸鹽做為粘結(jié)劑的鋁硅高溫滲層。在無機(jī)磷酸鹽粘結(jié) 劑中加入Al粉，Si粉混合后制成料漿，用噴槍噴涂于零件表面，在真空爐內(nèi)經(jīng)高溫?cái)U(kuò)散后 獲得富鉻的鋁硅涂層。該無機(jī)磷酸鹽粘結(jié)劑與其它粘結(jié)劑不同，無機(jī)磷酸鹽粘結(jié)劑不僅在 滲劑中起粘結(jié)作用，而且粘結(jié)劑的某些組份參與滲劑反應(yīng)，無機(jī)磷酸鹽粘結(jié)劑中的鉻進(jìn)入 滲層中，以Cr,Siy化合物形式存在。因?yàn)闊o機(jī)磷酸鹽粘結(jié)劑中有鉻離子存在，鉻離子隨著料 漿依附于零件表面，在高溫下含鉻的物資分解，使鉻滲入基體中，從而使?jié)B層中的鉻有一定 量的提高。這樣不僅由于鋁化物涂層中加入了硅元素，硅可能以置換某些Al原子進(jìn)入NiAl 相或與其它元素形成G相存在于涂層中，涂層中有一定硅使會(huì)抗熱腐蝕性能提高，而且由 于滲層中鉻的提高使?jié)B層的抗熱腐蝕性能得到進(jìn)一步。在抗熱腐蝕性能方面，本工藝涂層 壽命比固體滲鋁涂層壽命長70%左右，比普通的Al-Si涂層的壽命長30%左右。
此外，本涂層工藝勞動(dòng)條件比固體滲鋁勞動(dòng)條件有顯著的改善，生產(chǎn)效率高，節(jié)約 原材料，可以實(shí)現(xiàn)局部制備防護(hù)滲層，也可用于局部滲層的補(bǔ)修等。 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件為了滿足高溫和高速下的工作要求，一般都采用各種高溫防 護(hù)涂層技術(shù)。國內(nèi)外對高溫防護(hù)涂層技術(shù)也非常重視，著力進(jìn)行研究與開發(fā)。本工藝滲層 可以顯著提高葉片的抗氧化、抗腐蝕性能，延長零件的使用壽命，保證零件的使用可靠性； 可用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪導(dǎo)向器葉片、工作葉片、燃燒室部件、加力燃燒室部件等。這 對目前重型燃?xì)廨啓C(jī)研制生產(chǎn)具有很高的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)還可用于其他領(lǐng)域的高溫部件的 高溫防護(hù)，如氣輪機(jī)等，市場應(yīng)用前景廣闊。 本工藝在國內(nèi)首次工程應(yīng)用于重型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)葉片上，增強(qiáng)葉片的抗高溫燃?xì)飧?蝕防護(hù)性能，是一項(xiàng)填補(bǔ)國內(nèi)在工程應(yīng)用上的空白的工藝方法。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)該滲層在防護(hù)性能方面有一定的優(yōu)勢，因此，它適合用于在惡劣環(huán) 境長時(shí)間工作的零部件，特別適合于燃?xì)廨啓C(jī)，它可以延長工作零部件的使用壽命，從而延 長燃?xì)廨啓C(jī)的大修周期，減小因頻繁檢修帶來的經(jīng)濟(jì)損失；它的抗高溫氧化和腐蝕能力優(yōu) 越于單一的A1-Si滲層，用它作為高溫燃?xì)飧g部件防護(hù)涂層，可提高部件l倍以上的使用 壽命。


圖1為采用所述工藝的滲層金相組織圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 本實(shí)施例提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，工藝流程為配制粘結(jié)劑一配料漿 —噴涂一固化一真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水800g，三氧化鉻70g，氧 化鎂80g，磷酸350g ;粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸一加入氧化鎂并充分溶解 —加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加 入等容易變清后，再次加入。
本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑800g —加入鋁粉500g —加入鋅粉100g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，噴涂采用0. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿 噴涂于零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在iio攝氏度下徹底烘干，之后在 350度進(jìn)行固化。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，真空爐加熱采用1000攝氏度，真空度在 0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。
實(shí)施例2 本實(shí)施例提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，工藝流程為配制粘結(jié)劑一配料漿 —噴涂一真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水700g，三氧化鉻60g，氧化鎂 70g，磷酸270g ;粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸一加入氧化鎂并充分溶解一加 入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加入等 溶液變清后，再次加入。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑 700g —加入鋁粉450g —加入鋅粉110g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，噴涂采用0. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿 噴涂于零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在iio攝氏度下徹底烘干，之后在 375度進(jìn)行固化。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，真空爐加熱采用1100攝氏度，真空度在 0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。
實(shí)施例3 本實(shí)施例提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，工藝流程為配制粘結(jié)劑一配料漿 —噴涂一固化一真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水900g，三氧化鉻90g，氧 化鎂90g，磷酸400g ;粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸一加入氧化鎂并充分溶解 —加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加 入等溶液變清后，再次加入。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑 900g —加入鋁粉600g —加入鋅粉120g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，噴涂采用0. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿 噴涂于零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在iio攝氏度下徹底烘干，之后在 400度進(jìn)行固化。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，真空爐加熱采用1100攝氏度，真空度在 0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。
實(shí)施例4 本實(shí)施例提供了一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，工藝流程為配制粘結(jié)劑一配料漿 —噴涂一固化一真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水750g，三氧化鉻85g，氧 化鎂85g，磷酸350g ;粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸一加入氧化鎂并充分溶解 —加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加 入等溶液變清后，再次加入。
本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑850g —加入鋁粉550g —加入鋅粉110g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，噴涂采用0. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿 噴涂于零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在iio攝氏度下徹底烘干，之后在 400度進(jìn)行固化。 本實(shí)施例所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，真空爐加熱采用1000攝氏度，真空度在 0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。
權(quán)利要求
一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于工藝流程為配制粘結(jié)劑→配料漿→噴涂→固化→真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水700～900g，三氧化鉻60～90g，氧化鎂70～90g，磷酸270～400g；粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸→加入氧化鎂并充分溶解→加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加入等溶液變清后，再次加入。
2. 按照權(quán)利要求1所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于配料漿按如下比例及工藝取粘結(jié)劑700 900g —加入鋁粉400 600g —加入硅粉90 120g —充分?jǐn)嚢杌旌稀?br> 3. 按照權(quán)利要求l所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于噴涂采用O. 2 0. 3MP風(fēng)壓，用噴槍將料漿噴涂于零件表面，噴涂采用分層噴涂的方式，每層噴涂后在90 110攝氏度下徹底烘干，之后在350 400度進(jìn)行固化。
4. 按照權(quán)利要求1所述高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于真空爐加熱采用900 1100攝氏度，真空度在0. 13MP以下對涂層加熱擴(kuò)散。
全文摘要
一種高溫防護(hù)涂層工藝方法，其特征在于工藝流程為配制粘結(jié)劑→配料漿→噴涂→固化→真空爐加熱；其中粘結(jié)劑成分及質(zhì)量配比為水700～900g，三氧化鉻60～90g，氧化鎂70～90g，磷酸270～400g；粘結(jié)劑配制工藝流程為在水中加入磷酸→加入氧化鎂并充分溶解→加入三氧化鉻；其中加入氧化鎂并充分溶解步驟為采用少量多次加入的原則，先少量加入等溶液變清后，再次加入；本發(fā)明，改變了傳統(tǒng)的工藝流程，改善了涂層性能；可以應(yīng)用于在惡劣環(huán)境長時(shí)間工作的零部件，特別適合于燃?xì)廨啓C(jī)。
文檔編號C23C10/00GK101724809SQ20081022822
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者馮瑞亮, 史鳳嶺, 張凡云, 張尊禮, 李紅梅, 李辰輝, 牛靜, 郭殿品 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司