[发明专利]一种耐磨隔热涂层及其制作方法

说明书

本发明公开了一种耐磨隔热涂层及其制作方法，该涂层由设置在基底上的隔热层和设置在隔热层上的耐磨层组成；所述的隔热层由氧化钇稳定氧化锆粉末和NiCrAlY粉末按质量比1：(0.35～0.55)组成；所述的耐磨层由氧化钇稳定氧化锆粉末和NiCrAlY粉末按质量比1：(3.0～5.5)组成。该涂层的制作方法如下：1)表面处理；2)热喷涂；3)热处理：以5～10℃/min的升温速率将工件升温至800～820℃，恒温处理1～3小时，再以5～10℃/min的升温速率升温至1010～1020℃，恒温处理1～3小时，再在氮气环境下放入油槽淬火。本发明的耐磨隔热涂层的隔热效果好，断裂韧性较高，耐腐蚀性能和耐磨损性能优异。

技术领域

本发明涉及一种耐磨隔热涂层及其制作方法。

背景技术

现代航空发动机的压气机出口温度可以达到600℃以上，一般的材料在该温度下性能会显著下降，无法完全满足要求。涂层通常指涂敷于零件表面的一层特殊材料，可以显著提高零件的性能和工作寿命，是航空发动机制造必不可少的技术手段。现代航空发动机有75％以上的零件都涂敷有各种功能的涂层用以增加零件的使用寿命、可靠性和抗疲劳等性能等。

目前，常见的隔热涂层大都存在其固有的缺陷，例如：中国专利CN 105063542 A公开了一种具有耐磨功能的热障涂层，其隔热效果不错，但其外表主要是陶瓷材料，在对磨过程中剥落的陶瓷颗粒作为第三研磨体，易造成磨粒磨损；中国专利CN 102146563 A公开了一种设置在钢轨上的隔热涂层，其隔热效果不错，但该隔热涂层与钢轨的结合力弱，在热应力的作用下，隔热涂层容易发生剥落。

因此，有必要开发一种断裂韧性高、隔热效果好、耐磨耐腐蚀、使用寿命长的涂层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨隔热涂层及其制作方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种耐磨隔热涂层，其由设置在基底上的隔热层和设置在隔热层上的耐磨层组成；所述的隔热层由氧化钇稳定氧化锆粉末和NiCrAlY粉末按质量比1：(0.35～0.55)组成；所述的耐磨层由氧化钇稳定氧化锆粉末和NiCrAlY粉末按质量比1：(3.0～5.5)组成。

所述的氧化钇稳定氧化锆粉末的粒径为38～75μm。

所述的氧化钇稳定氧化锆粉末中氧化钇的质量分数为5％～8％。

所述的NiCrAlY粉末的粒径为45～106μm。

所述的隔热层的厚度为100～160μm。

所述的耐磨层的厚度为100～150μm。

上述耐磨隔热涂层的制作方法包括以下步骤：

1)表面处理：将工件浸入除油液进行除油，再进行粗化处理，再进行清洗；

2)热喷涂：采用大气等离子喷涂设备先在工件上喷涂隔热层，再喷涂耐磨层；

3)热处理：以5～10℃/min的升温速率将工件升温至800～820℃，恒温处理1～3小时，再以5～10℃/min的升温速率升温至1010～1020℃，恒温处理1～3小时，再在氮气环境下放入油槽淬火。

步骤2)喷涂隔热层和耐磨层时大气等离子喷涂设备的送粉速率为40～42g/min，喷涂距离为80～100mm，电弧电压为50～52V，电弧电流为500～520A，喷枪移动速度为50～80cm/s，载粉气速率为8～10slpm。

本发明的有益效果是：

1)本发明的耐磨隔热涂层的热导率低，能够有效阻隔热传导，隔热效果好；

2)本发明的耐磨隔热涂层具有较高的断裂韧性，涂层中的铁元素和镍元素相互扩散，处于冶金结合状态，结合力强；