[发明专利]一种制备铂铝涂层的方法

说明书

本发明公开了一种制备铂铝涂层的方法，包括以下步骤：(1)电镀铂；(2)清理零件表面污物；(3)预扩散处理；(4)渗剂配制；(5)高温气相渗铝：将零件和渗铝渗剂于1000～1100℃下保温5～7h进行高温气相渗铝，得渗铝后的零件；(6)吹砂清理，得带有铂铝涂层的零件。本发明的铂铝涂层可应用于新一代涡桨/涡轴发动机涡轮部件，提高其使用温度和工作寿命。由于有Pt元素的改性，涂层服役温度可提升至1100℃，在950℃以上可长期使用。

技术领域

本发明涉及一种制备铂铝涂层的方法，特别地，涉及一种利用高温气相渗铝制备铂铝涂层的方法。

背景技术

发动机涡轮叶片通常采用渗铝涂层提高其抗高温氧化及燃气腐蚀能力，涂层在使用过程中，在涂层-介质和涂层-基体合金这两个界面上发生变化，变化的总趋势是赖以形成保护性氧化膜的元素浓度逐渐降低，以至最后不能形成保护性氧化膜，于是涂层失效，单一渗铝涂层在900℃时有较好的抗高温氧化及燃气腐蚀性能，其使用时间可达1000小时以上，但在950℃以上，其涂层-基体界面相互反应明显加速，这就限制了单一渗铝涂层在950℃以上的长期使用。

而且，现有技术中，对发动机涡轮叶片的渗铝，采用单一渗铝工艺，渗铝渗剂使用后易结块，不利于重复使用，且得到的渗铝层质量不太稳定。

发明内容

本发明提供了一种制备铂铝涂层的方法，以解决现有技术中制备的渗铝涂层不能在950℃以上长期使用的技术问题。

本发明要解决的另一个技术问题是，使得渗铝渗剂使用后可以重复使用。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，

本发明之制备铂铝涂层的方法，具体包括以下步骤：

(1)电镀铂：对需要制备铂铝涂层的零件部位电镀铂4～8μm厚；

要求电镀铂层无起皮、褶皱和剥落等缺陷；

通过在不同厚度电镀铂层零件上进行高温气相渗铝获得铂铝涂层，并对铂铝涂层进行厚度、组织、成份分析，依据分析结果调整、修正电镀铂层厚度，并通过进一步验证试验确定4～8μm电镀铂层厚度范围为最优选择，铂层厚度不够或太厚都会影响最终所得铂铝涂层零件的性能。

(2)清理：清理零件表面油污等污物；

进一步，步骤(2)中，可用粒径小于或等于200目的刚玉砂，在压力为(1～1.5)×10⁵Pa的条件下进行干吹砂，以清除表面污物。

(3)预扩散处理：将零件在真空压强≤1.33×10^-1Pa、温度为950～1050℃下保温1.5～2.5h；

进一步，步骤(3)中，优选在真空炉内进行预扩散处理。

本步骤中，预扩散的作用是提前让镀铂层与基体互扩散，防止镀铂层的起皮，为后续渗铝做准备；预扩散要求真空度高，当真空度不好时，预扩散后的表面质量会影响后续渗铝效果，导致最终铂铝涂层质量不好。

(4)渗剂配制：配制渗铝渗剂，渗铝渗剂包括以下重量百分比的原料：铝粉8－12％、氯化铵2～2.5％、三氧化二铝粉末85.5－90％；

进一步，步骤(4)中，使用过的渗铝渗剂，可以重复使用，在每一次使用之前向余下渗铝渗剂内加入相当于余下渗铝渗剂质量8－12％的铝粉和2～2.5％的氯化铵。

进一步，步骤(4)中，所述铝粉的粒度D90为35～38微米。

进一步，步骤(4)中，所述三氧化二铝粉末为磨料级，粒度D90为105～152微米(优选110～120微米)。

(5)高温气相渗铝：将经步骤(3)处理的零件和步骤(4)配制的渗铝渗剂于1000～1100℃下保温5～7h进行高温气相渗铝，得渗铝后的零件；