一種鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫抗氧化涂層領(lǐng)域，特別是涉及一種鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國外從20世紀(jì)50年代逐步發(fā)展了多種軌控/姿控發(fā)動機材料及高溫抗氧化涂層，基材主要集中于難恪金屬(W、Mo、Ta、Nb、Re等)研宄，涂層主要集中于合金涂層、氧化物涂層、硅化物涂層、鋁化物涂層和貴金屬涂層，如美國的鈮鉿合金/硅鉻鈦涂層，俄羅斯的鈮鎢合金/硅化鉬涂層，歐洲的鉑銠合金推力室，美國的錸銥推力室均有型號應(yīng)用報道。
[0003]目前國內(nèi)錸/銥材料研制雖然取得了重大進展，但距離工程化應(yīng)用仍有一段距離。鉭鎢合金優(yōu)良的綜合性能，使其有望在較短時間內(nèi)達到研制需求。國外開展了鉭鎢合金抗氧化涂層的大量研宄:如Royal公司和Sylvania公司等；俄國復(fù)合材料科研生產(chǎn)聯(lián)合體也研制了 Mo-Pd涂層及MoSi2+HaSi2防護涂層。
[0004]國內(nèi)從事鉭鎢合金抗氧化涂層的研宄較少，上海硅酸鹽所進行了涂層的相關(guān)研宄工作，制備的硅化物系列涂層性能為1800°C壽命2.5小時，18000C -室溫?zé)嵴?0次左右；西北有色院肖國珍等人制備的硅化物涂層，1800°C壽命可達6小時；李爭顯等人在鉭鎢合金表面采用電鍍法制備了 Ir涂層，1700°C壽命僅有15min。
[0005]上述國內(nèi)開展的鉭鶴合金抗氧化涂層研宄，普遍性能不高(1800°C壽命低于6小時)，有些制備方法也很復(fù)雜，不能滿足新型發(fā)動機更高的耐溫要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法，該制備方法工藝簡單，易于實現(xiàn)，制備得到的涂層均勻致密，具有良好的抗氧化性能。
[0007]本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0008]一種鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法，包括如下步驟:
[0009]步驟(一)、將質(zhì)量百分比含量為65%?75%的此5“粉和質(zhì)量百分比含量為25%?35%的!^82粉混合，放入球磨機內(nèi)干混4h以上，之后加入粘結(jié)劑和稀釋劑制成MoSi2*層料楽，料楽在球磨機內(nèi)濕混Ih以上；
[0010]步驟(二)、將步驟(一)得到的MoSi2涂層料漿噴涂至待噴涂產(chǎn)品表面，將噴涂好的待噴涂產(chǎn)品放入高溫真空爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1850°C?1900°C，保溫1min?20min，燒結(jié)時高溫真空爐內(nèi)真空表壓小于0.1Pa，升溫結(jié)束隨爐冷卻，制成MoSi2涂層；
[0011 ] 步驟(三)、將質(zhì)量百分比含量為75 %?85 %的Hf粉和質(zhì)量百分比含量為15 %?25%的Ta粉混合，再加入Y2O3粉和Si粉混合，其中Y 203粉的質(zhì)量為Hf粉和Ta粉總質(zhì)量的0.5%?1%，Si粉的質(zhì)量為Hf粉和Ta粉總質(zhì)量的0.5%?I %，之后放入球磨機內(nèi)干混4h以上，之后再加入粘結(jié)劑和稀釋劑制成Hf-Ta合金涂層料楽，料楽在球磨機內(nèi)濕混Ih以上；
[0012]步驟(四)、將步驟(三)得到的Hf-Ta合金涂層料漿噴涂至待噴涂產(chǎn)品表面的MoSi2*層表面，將噴涂好的待噴涂產(chǎn)品放入高溫真空爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1850°C?1900°C，保溫1min?20min，燒結(jié)時爐內(nèi)真空表壓小于0.1Pa，升溫結(jié)束隨爐冷卻，制成復(fù)入入全洽B口口 7東 /Ζλ ο
[0013]在上述鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，步驟(一)和步驟(三)中加入的粘結(jié)劑為乙酸乙酯，稀釋劑為硝基清漆。
[0014]在上述鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，步驟(二)中在待噴涂產(chǎn)品表面噴涂的MoSi2涂層漿料的厚度為150 μ m?250 μ m，高溫?zé)Y(jié)后的MoSi2涂層厚度為80 μ m?120 μ m0
[0015]在上述鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，步驟(四)中在待噴涂產(chǎn)品表面的MoSi2涂層上噴涂的Hf-Ta合金涂層料漿的厚度為80 μ m?160 μ m，高溫?zé)Y(jié)后的Hf-Ta合金涂層的厚度為40 μ m?80 μ m。
[0016]在上述鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，步驟(二)與步驟(四)中采用虹吸式噴槍進行料漿的噴涂。
[0017]在上述鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，步驟(四)待噴涂產(chǎn)品表面最終制備的復(fù)合合金涂層的總厚度為120 μπι?200 μπι。
[0018]在上述鉭鶴合金上的復(fù)合合金涂層制備方法中，MoSi；^、HfB 2粉、Hf粉、Ta粉、Y2O3粉和Si粉的粒徑小于50 μ m，純度大于99.9%。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0020](I)、本發(fā)明采用制備好的MoSi2涂層噴涂在產(chǎn)品表面作為過渡層，在過渡層表面噴涂Hf-Ta合金涂層，解決了 Hf-Ta合金涂層與基體材料的結(jié)合問題和鉭鶴合金的高溫氧化防護問題，制備的涂層均勻致密，無孔洞、裂紋等缺陷，且具有良好的抗氧化性能；
[0021](2)、本發(fā)明通過大量試驗對MoSi2涂層噴涂漿料的配比及噴涂工藝，Hf-Ta合金涂層漿料的配比及噴涂工藝進行了優(yōu)化設(shè)計，使得制備得到的涂層具有更加優(yōu)異的抗氧化性；
[0022](3)、試驗表明，本發(fā)明制備得到的復(fù)合合金涂層試片1800°C靜態(tài)氧化試驗壽命超過20小時，1900°C靜態(tài)氧化試驗壽命超過10小時，1800°C動態(tài)氣流沖刷試驗壽命超過5小時。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例1制備的復(fù)合涂層表面微觀形貌。
[0024]圖2為本發(fā)明實施例2制備的復(fù)合涂層表面微觀形貌。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述:
[0026]本發(fā)明鉭鎢合金上的復(fù)合合金涂層制備方法具體包括如下步驟:
[0027]步驟(一)、MoSi2涂層料楽制備
[0028]將質(zhì)量百分比含量為65 %?75 %的MoSi2粉和質(zhì)量百分比含量為25 %?35 %的11迅2粉混合，放入球磨機內(nèi)干混4h以上，之后加入粘結(jié)劑和稀釋劑制成MoSi 2涂層料漿，料漿在球磨機內(nèi)濕混Ih以上；粘結(jié)劑為乙酸乙酯，稀釋劑為硝基清漆。
[0029]步驟(二)、MoSi2涂層高溫?zé)Y(jié)
[0030]將步驟(一)得到的MoSi2*層料漿采用虹吸式噴槍噴涂至待噴涂產(chǎn)品表面，厚度為150 μ m?250 μ m，噴涂的涂層要均勻致密，無漏涂。將噴涂好的待噴涂產(chǎn)品放入高溫真空爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1850°C?1900°C，保溫1min?20min，燒結(jié)時高溫真空爐內(nèi)真空表壓小于0.1Pa，升溫結(jié)束隨爐冷卻，制成MoSi2涂層，制備得到的MoSi 2涂層厚度為80 μ m ~ 120 μ m。
[0031 ] 步驟(三)、Hf-Ta合金涂層料漿制備
[0032]將質(zhì)量百分比含量為75%?85%的Hf粉和質(zhì)量百分比含量為15%?25%的Ta粉混合，再加入Y2O3粉和Si粉混合，其中Y 203粉的質(zhì)量為Hf粉和Ta粉總質(zhì)量的0.5%?1%, Si粉的質(zhì)量為Hf粉和Ta粉總質(zhì)量的0.5%?I %，之后放入球磨機內(nèi)干混4h以上，之后再加入粘結(jié)劑和稀釋劑制成Hf-Ta合金涂層料漿，料漿在球磨機內(nèi)濕混Ih以上；粘結(jié)劑為乙酸乙酯，稀釋劑為硝基清漆。
[0033]步驟(四)、Hf-Ta合金復(fù)合涂層燒結(jié)
[0034]將步驟(三)得到的Hf-Ta合金涂層料漿采用虹吸式噴槍噴涂至待噴涂產(chǎn)品表面的MoSi2涂層表面，厚度為80 ym?160 μ m，噴涂的涂層要均勻致密，無漏涂。將噴涂好的待噴涂產(chǎn)品放入高溫真空爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1850°C?1900°C，保溫1min?20min，燒結(jié)時爐內(nèi)真空表壓小于0.1Pa，升溫結(jié)束隨爐冷卻，制成復(fù)合合金涂層，制備得到的Hf-Ta合金復(fù)合涂層厚度為40 μπι?80 μπι，最終制備得到的總涂層厚度為120 μπι?200 μπι。
[0035]本發(fā)明中MoSi2粉、HfB 2粉、Hf粉、Ta粉、Y 203粉和Si粉的粒徑小于50 μ m，純度大于99.9%，高溫真空爐極限真空表壓小于10_2Pa。
[0036]實施例1
[0037]以在Φ4.5 X 70mm試棒上制備Hf-Ta復(fù)合合金涂層為例
[0038](I) MoSi2涂層料漿制備
[0039]選用粉料粒徑小于50 μ m，純度大于99.9%。
[0040]首先將質(zhì)量百分比含量65%的MoSi2粉、35%的HfB 2粉混