[发明专利]一种高温合金表面金属陶瓷复合梯度涂层及制备方法

权利要求书

1.一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层，其特征在于：具体包括以下内容：

①被渗元素：包含质量百分比10％-15％Al小于等于100目，质量百分比1％-2％Cr小于等于100目，质量百分比1％-2％Si小于等于100目，质量百分比0.2％-0.4％B小于等于100目，质量百分比0.5％-1％Y小于等于100目，质量百分比0.5％-1％Ce小于等于100目

②催化剂：包含质量百分比4％-6％NH₄Cl，质量百分比2％-3％NaF；

③填充物：Al₂O₃小于等于200目。

2.如权利要求1所述的一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层，其特征在于：所述催化剂中NaF的纯度为分析纯。

3.如权利要求1所述的一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层，其特征在于：该涂层为多层结构，由外向内依次为铝化物陶瓷层/金属铝化物层/基体组成，且涂层含有稀土元素Y、Ce，通过被渗元素微弧氧化法原位生长陶瓷氧化层为铝化物陶瓷层/金属铝化物层/基体。

4.一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层制备方法，其特征在于：由如下步骤形成的完整工艺路线：

第一步：扩散渗法制备金属涂层

①试样经80-600#砂纸打磨后超声清洗，吹干；

②配制渗剂；

③将配制好的渗剂置于球磨机中研磨，使其充分混合；

④将渗剂置于温度为95℃的烘箱中保温2h进行烘干；

⑤把烘干过的渗剂装入坩埚，并把试样埋入渗剂中，相邻平行试样之间的距离不小于12mm，

⑥将装有试样的坩埚加盖并用水玻璃+黏土密封后置于高温电阻炉中；

⑦高温电阻炉升温2h至910-930℃，在910-930℃保温1-2h后升温0.5h至1050℃，在1050℃保温0.5-1h，空冷至室温；

⑧将包埋渗后的试样使用流动水冲洗，然后用酒精清洗，再进行烘干，结束。

5.如权利要求4所述的一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层制备方法，其特征在于：还包括第二步：微弧氧化法原位生长陶瓷氧化层

①将包埋渗后的试样经600#砂纸轻微打磨，去除表面黏附物后冷水清洗，丙酮除油，酒精超声清洗，随后吹干待用；

②按照配方配制微弧氧化溶液，配置好的溶液用玻璃棒搅拌均匀；

③将试样与微弧氧化设备的阳极电极相连，不锈钢片为阴极电极；

④将连接好的阴极、阳极放入配置好的溶液，阴极与阳极平行放置；

⑤为保证实验过程中溶液的温度，采用循环水冷却(实验过程中采用制冷机对循环水进行冷却)，保持溶液温度在25摄氏度左右；

⑥启动微弧氧化设备，设置其工作电压为430-450V，占空比为24％，电流频率650HZ，工作时间5-10min；

⑦涂层制备完成后关闭微弧氧化设备；

⑧将微弧氧化后的试样卸下，酒精超声清洗，烘干，结束。

6.如权利要求5所述的一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层制备方法，其特征在于：步骤③中采用大阴极小阳极结构，阴极电极面积：阳极电极面积≥2:1。

7.如权利要求5所述的一种高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层制备方法，其特征在于：步骤③中阳极阴极电极间距为4cm。

8.一种如权利要求5所述的高温合金表面金属/陶瓷复合梯度涂层制备方法，其特征在于：所述微弧氧化溶液的组成为：11-12g/L硅酸钠Na₂SiO₃分析纯，2-4g/L磷酸三钠分析纯，1-1.5g/L氢氧化钠分析纯，溶剂为蒸馏水。