專(zhuān)利名稱(chēng)：一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，涉及一種適用于可以直接制備多孔可磨耗封嚴(yán)涂層的熱噴涂球形多孔金屬粉末材料的制備方法。
背景技術(shù)：
熱噴涂可磨耗封嚴(yán)涂層廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的各級(jí)壓氣機(jī)機(jī)匣及渦輪外環(huán)封嚴(yán)，通過(guò)涂層與葉尖的主動(dòng)磨耗在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件和靜止件之間形成最合理的間隙，達(dá)到氣路封嚴(yán)的目的以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和燃料利用率。高溫封嚴(yán)涂層一般具有多孔結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的熱噴涂制備高溫封嚴(yán)涂層的方法為，用含造孔組分的粉末材料制備涂層， 然后對(duì)涂層進(jìn)行后處理去除造孔材料獲得多孔涂層。后處理方法包括熱處理燒除等，通常需要較長(zhǎng)時(shí)間并且有可能造成對(duì)噴涂工件的不利影響。迄今為止，有多項(xiàng)用于粉末冶金領(lǐng)域的多孔金屬粉末的發(fā)明專(zhuān)利，如USP3888657 公開(kāi)的熱處理金屬原料獲得氣孔的方法，以及特公昭5237475公布的通過(guò)氧化還原獲得氣孔的方法。但這些方法都不適用于熱噴涂粉末材料的制備，如原料限制、粉末流動(dòng)性差等無(wú)法滿足材料的熱噴涂適應(yīng)性要求。目前尚無(wú)公開(kāi)的用于熱噴涂領(lǐng)域的多孔金屬粉末材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能用于熱噴涂直接制備多孔涂層，無(wú)需后處理的熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于其制備過(guò)程是將合金粉與造孔劑進(jìn)行混合造粒，再進(jìn)行真空燒結(jié)，獲得冶金結(jié)合的多孔金屬粉末材料。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉，合金粉的粒度為1(Γ40 μ m。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造孔劑加入量為合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉重量的59Γ25%。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造粒過(guò)程采用噴霧干燥法。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造粒過(guò)程采用膠粘團(tuán)聚法。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的真空燒結(jié)的燒結(jié)溫度為50(T120(TC，燒結(jié)時(shí)間為廣4小時(shí)，真空度10，10_5Pa。采用本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，制備的多孔金屬粉末材料為由細(xì)小的原料合金顆粒冶金結(jié)合而成的粉末，其累積氣孔體積為0. 0廣0. 2 cm_3/g，氧含量在800 ppm以下，通過(guò)霍爾流量計(jì)測(cè)定的流動(dòng)性為5(T60 s/50g，松裝密度為 1. 5 1. 8 g/cnT3。本發(fā)明的方法制備的多孔金屬粉末材料球形度高、流動(dòng)性好，具有較好的自支撐強(qiáng)度及熱噴涂適應(yīng)性。金屬粉末顆粒的孔洞率和粒度范圍可根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)原料配比及制備工藝進(jìn)行調(diào)整。使用本粉末制備涂層無(wú)需后處理即可直接獲得多孔涂層，是目前使用其它粉末材料無(wú)法達(dá)到的，并且使用多孔金屬粉末制備的涂層孔洞分布均勻，且孔洞多為閉孔，可提高涂層的可磨耗性和抗高溫氧化性能，具有廣闊的應(yīng)用前景，可望獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是采用本發(fā)明方法制備的多孔金屬粉末材料的SEM照片。圖2是采用本發(fā)明方法制備的多孔金屬粉末材料的SEM照片。圖3是采用本發(fā)明方法制備的多孔金屬粉末材料制備的多孔涂層的截面SEM照片。
具體實(shí)施例方式一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其制備過(guò)程是將合金粉與造孔劑進(jìn)行混合造粒，再進(jìn)行真空燒結(jié)，獲得冶金結(jié)合的多孔金屬粉末材料；所述的合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉，合金粉的粒度為1(Γ40 μ m;造孔劑為聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯或類(lèi)似材料；造孔劑加入量為合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉的59Γ25%。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其造粒過(guò)程采用噴霧干燥法或膠粘團(tuán)聚法。本發(fā)明的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，所述的真空燒結(jié)的燒結(jié)溫度為50(Γ1200 ，燒結(jié)時(shí)間為廣4小時(shí)，真空度10，10_5pa。實(shí)施例1
制備球形多孔金屬粉末材料的步驟如下
(1)取粒度為10 25 μ m的真空霧化NiCrAlY合金粉末5 Kg,取粒度為-200目的聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯粉末0.75 Kg，取6%聚乙烯吡洛烷酮的水溶液3. 5 Kg，將三者裝入混料桶內(nèi)，同時(shí)在桶內(nèi)加入2 Kg直徑為5 mm的氧化鋁球混料2小時(shí)。(2)混完料后將氧化鋯球?yàn)V出，對(duì)得到的料漿進(jìn)行噴霧干燥制粒(參見(jiàn)圖1)，造粒機(jī)參數(shù)為進(jìn)口溫度;M0°C、出口溫度140°C、進(jìn)料速度250 ml/min，噴頭轉(zhuǎn)速7000 r/min。(3)造粒得到的粉末在真空爐內(nèi)50(T550°C燒結(jié)4小時(shí)，真空度為10_2 10_3Pa。(4)對(duì)燒結(jié)后粉末進(jìn)行簡(jiǎn)單研磨即可獲得多孔金屬粉末材料(參見(jiàn)圖2)，經(jīng)等離子噴涂得到的多孔涂層截面形貌參見(jiàn)圖3。實(shí)施例2
真空霧化NiCrAlY合金粉末的粒度取的是25 40 μ m,重量為^(g，使用的聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯的粒度為-300目，重量為0. 25Kg ；燒結(jié)溫度是80(T850°C，燒結(jié)時(shí)間是2小時(shí)，真空度為10_3 10_4Pa。其它步驟同實(shí)施例1，所制備粉末的粒度范圍是45 IOOym > 95%，流動(dòng)速度52s/50g，松裝密度1. 74g/cm3，形貌為多孔球形。實(shí)施例3
真空霧化合金粉使用的是NiCoCrAlY,合金粉末的粒度取的是25 40 μ m，粘結(jié)劑使用的是10%的聚乙烯醇水溶液；燒結(jié)溫度是ii0(Ti20(rc，燒結(jié)時(shí)間是1小時(shí)，真空度為 IO^lO-5Pa0其它步驟同實(shí)施例1，所制備粉末的粒度范圍是45 IOOym > 92%，流動(dòng)速度 55s/50g，松裝密度1. 68g/cm3，形貌為多孔球形。實(shí)施例4
真空霧化合金粉使用的是NiCoCrAlY，粒度取的是25 40 μ m，重量為^(g，聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯粉末粒度為-80目，重量為1. 25Kg。其它步驟同實(shí)施例1，所制備粉末的粒度范圍是45 100 Um^ 90%,流動(dòng)速度58s/50g，松裝密度1. 68g/cm3,形貌為多孔球形。實(shí)施例5
進(jìn)口溫度為320°C、出口溫度120°C、進(jìn)料速度為200 ml/min。其它步驟同實(shí)施例1，所制備粉末的粒度范圍是45 100 Um^ 95%，流動(dòng)速度56s/50g，松裝密度1. 70g/cm3,形貌為多孔球形。
權(quán)利要求
1.一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于其制備過(guò)程是將合金粉與造孔劑進(jìn)行混合造粒，再進(jìn)行真空燒結(jié)，獲得冶金結(jié)合的多孔金屬粉末材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉，合金粉的粒度為1(Γ40 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為聚苯酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造孔劑加入量為合金粉為鎳基合金或鈷基合金粉重量的59Γ25%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造粒過(guò)程采用噴霧干燥法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的造粒過(guò)程采用膠粘團(tuán)聚法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，其特征在于所述的真空燒結(jié)的燒結(jié)溫度為50(T1200°C，燒結(jié)時(shí)間為廣4小時(shí)，真空度為10_2 10’a。
全文摘要
一種熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末的制備方法，涉及一種適用于可以直接制備多孔可磨耗封嚴(yán)涂層的熱噴涂球形多孔金屬粉末材料的制備方法。其特征在于其制備過(guò)程是將合金粉與造孔劑進(jìn)行混合造粒，再進(jìn)行真空燒結(jié)，獲得冶金結(jié)合的多孔金屬粉末材料。本發(fā)明制備的熱噴涂用多孔MCrAlY合金粉末球形度高、流動(dòng)性好(50~60s/50g)、熱噴涂工藝適應(yīng)性優(yōu)，累積氣孔體積為0.01~0.2cm-3/g，具有較好的自支撐強(qiáng)度，孔洞率和粒度范圍可控。使用該粉末制備涂層無(wú)需后處理即可直接獲得孔洞分布均勻且多為閉孔的封嚴(yán)涂層，可提高涂層的可磨耗性和抗高溫氧化性能，特別適于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫封嚴(yán)。
文檔編號(hào)C22C1/08GK102179511SQ20111010022
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者于月光, 任先京, 劉建明, 張淑婷, 曾克里, 楊永琦, 章德銘, 黃新春 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院