[发明专利]一种发动机部件用的金属陶瓷涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种发动机部件用的金属陶瓷涂层及其制备方法。所述金属陶瓷涂层由金属镍和陶瓷玻璃构成。所述陶瓷玻璃以质量百分比计包括：Al₂O₃ 10‐25％；BaO 25‐40％；B₂O₃ 13‐30％；CeO₂ 20‐40％；ZrO₂2 1‐5％。其制备方法为：将陶瓷玻璃料的各原料混合均匀，然后于1300‐1600℃高温熔烧水淬粉碎后制得陶瓷玻璃料，将玻璃料与金属镍粉按比例混合并制成水性浆料后涂覆于基底上，干燥固化后在900‐1300℃烧制30‐150分钟，制得高温金属陶瓷涂层。本发明涂层组分设计合理，制备工艺简单，操作方便，涂层厚度可控，与基底结合牢固均匀，具有优异的抗高温氧化和耐冲刷性能。

技术领域

本发明涉及一种发动机部件用的金属陶瓷涂层及其制备方法，属于中高温防氧化耐烧蚀涂层技术领域。

背景技术

燃气涡轮发动机推力比提高，相应部件温度不断提高，要求高温合金必需具有优异的高温力学性能，同时又有良好的抗高温氧化及耐烧蚀性能。合金同时兼顾优异的高温力学性能和良好的抗热腐蚀性能是比较困难的。在保证优异力学性能的情况下，施加防护涂层是改善高温合金抗高温氧化烧蚀性能的有效途径。

新型大推力发动机部件-如涡轮球壳内壁及涡轮转子，在使用时需经受1000℃左右高温、超过1000m/s的高压富氧燃气冲刷，其防护涂层必需具有抗冲刷、耐高温烧蚀的能力。由于燃气冲刷速度快，温度高，腐蚀能力强，目前国内还没有能直接适用如此苛刻环境的高温防护涂层，而国外在这一领域属高度保密，严禁技术出口。因此急需开发满足上述使用条件的高温防护涂层。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺乏而提供一种工艺简单，操作简便的高温陶瓷涂层及制备方法。通过料浆浸(刷)涂-低温烧结固化工艺，在大推力发动机部件表面制备镍-玻璃复合的金属陶瓷涂层，该涂层具有良好的抗热震、抗氧化和耐冲刷性能，可满足1000℃高压高速富氧冲蚀环境下发动机部件的使用要求。

本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层，所述金属陶瓷涂层按重量百分比包括以下组分：

陶瓷玻璃料 45-70％、优选为50-70％、进一步优选为55-65％；

镍 30-55％、优选为30-50％、进一步优选为35-40％。

本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层，所述陶瓷玻璃料按重量百分比包括以下组分：

作为优选方案，本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层，所述陶瓷玻璃料按重量百分比包括以下组分：

作为更进一步的优选方案，本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层，所述陶瓷玻璃料按重量百分比包括以下组分：

本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层，所述金属陶瓷涂层的厚度为30-200μm。

本发明一种发动机部件用的金属陶瓷涂层制备方法，包括以下步骤：

步骤一 陶瓷玻璃料制备

按照玻璃目标成分，分别称取各组分粉料Al₂O₃,BaO,B₂O₃,CeO₂,ZrO₂，将粉料混合均匀后于1300-1600℃熔烧1-4h，然后水淬并粉碎，制得陶瓷玻璃料；

步骤二 金属陶瓷浆料制备

将陶瓷玻璃料与金属镍粉按照质量比0.45-0.7：0.3-0.5比例混合球磨5-12h，加入去离子水制得金属陶瓷水性浆料；