[发明专利]一种光固化用航空发动机渗铝料浆及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种光固化用航空发动机渗铝料浆及其制备方法与应用，包括有：氧化铝粉末、铬粉、铝硅合金粉、碳化硼粉末和氯化铵粉末，其质量比为(18～54):(1～3):(48～54):(0.5～3):(0.2～0.4)。本发明一种光固化用航空发动机渗铝料浆渗铝方法，加入了氧化铝和碳化硼粉末，氧化铝粉末可以保证航空发动机渗铝零部件形成一层均匀的氧化铝可以提高抗腐蚀能力，碳化硼粉末可以提高渗铝零部件的耐磨性能。本发明采用光固化成形零件，首先光固化成形不需要模具辅助，成形精密度高，而且采用光固化渗铝可以保证渗铝料浆均匀地涂覆在待渗零部件，从而可有效的保证涂层的均匀性。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种光固化用航空发动机渗铝料浆及其制备方法与应用。

背景技术

先进战斗机、民用航空等的更新换代对航空发动机提出了越来越高的要求。涡轮叶片因其工作温度最高、环境最恶劣等成为航空发动机最重要的零部件，因此提高涡轮叶片的性能将会极大地提高航空发动机的使用寿命。近年来，为提高涡轮叶片承耐磨、耐氧化、耐腐蚀、耐热等能力，渗铝涂层技术已经被广泛应用于涡轮叶片。但目前的渗铝涂层技术采用模具烧结铸造会产生大量的缺陷，制造出来的叶片极容易产生大量裂纹而引起失效，而且开模的成本高、生产周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需开模且精密度高的光固化用航空发动机渗铝料浆及其制备方法与应用。

本发明这种光固化用航空发动机渗铝料浆，包括有氧化铝粉末、铬粉、铝硅合金粉、碳化硼粉末和氯化铵粉末，其质量比为(18～54):(1～3):(48～54):(0.5～3):(0.2～0.4)。

所述的铝硅合金粉末为Al_3.21Si_0.47。

所述的光固化用航空发动机渗铝料浆还包括有粘结剂、光引发剂和稀释剂，粘结剂的添加量为粉末总质量的1.5～2.5％，光引发剂的添加量为粉末总质量10～20％,稀释剂的添加量为粉末总质量8～10％,光引发剂和稀释剂会在烧结过程中挥发。

所述粘结剂为丙烯酸、三羟甲基丙三丙烯酸、1.4-己二醇二丙烯酸中的一种或多种；光引发剂为C₂₆H₂₇O₃、C₁₉H₂₁O₂中的一种或两种；稀释剂为己三醇丙烯酸酯、1.8-已二醇三丙烯酸酯中的一种或两种。

所述的光固化用航空发动机渗铝料浆制备渗铝涂层的方法，包括以下步骤：

1)制备航空发动机的零件：准备航空发动机零件粉末，采用光固化技配套设备进行零件设计，并制备得到航空发动机的零件；

2)初级料浆的制备：将氧化铝粉、铝硅合金粉、铬粉和氯化铵按照设定的质量比进行球磨混合，得到混合粉末；接着将混合粉末在惰性气氛下进行煅烧，煅烧完毕后，自然冷却，得到煅烧粉末；向煅烧粉末中加入碳化硼粉末，球磨混匀，然后加入粘结剂，进行滚筒混合，得到初级浆料；

3)浆料的制备：向步骤2)中的初级浆料中加入光固化剂和稀释剂，滚筒混合后，得到浆料；

4)渗铝涂层的制备：将步骤3)中的浆料通过光固化设备均匀的在步骤1)中的航空发动机的零件上光固化打印一层渗铝涂层，烘干后，得到含涂层的零件；

5)涂层的后处理：将步骤4)中含涂层的零件进行排胶处理，然后进行气压烧结，得到含渗铝涂层的零件。

所述步骤1)中，光固化制备零件的工艺参数为功率密度50～80mW/cm²，X-Y分辨率为0.01～0.05mm，打印步数为0.2～0.5s/步。