[发明专利]一种热障复合镀层及其制备工艺

权利要求书

1.一种热障复合镀层的制备工艺，所述热障复合镀层是由MCrAlY合金粘结层、NiAl合金阻挡层、ZrO₂-CeO₂陶瓷层及Al₂O₃保护层构成，NiAl合金阻挡层设在MCrAlY合金粘结层和ZrO₂-CeO₂陶瓷层之间，Al₂O₃保护层镀在ZrO₂-CeO₂陶瓷层表面，所述MCrAlY合金的各元素组成重量百分比是：Cr占20～25％、Al占5～8％、Y占0.05～1％，M为余量，所述NiAl合金的各元素组成重量百分比是：Ni占45～55％，Al占55～45％；其特征在于，所述工艺包括如下具体步骤：

a)按常规操作对耐高温基材表面进行预处理，即包括机械处理耐高温基材表面的氧化层、有机溶剂除油、无机化学试剂除油和稀硫酸活化过程；

b)使用电泳沉积工艺在预处理后的耐高温基材表面制备MCrAlY合金粘结层，电泳沉积的工艺参数如下：以预处理后的耐高温基材为电泳池的阴极、金属电极为阳极、MCrAlY悬浮液为电泳液，在直流10～90伏特电压下，电泳1～25分钟，然后在25～250℃烘干10～150分钟，根据所需镀层厚度电泳1～3次；

c)使用电泳沉积工艺在MCrAlY合金粘结层上制备NiAl合金阻挡层，电泳沉积的工艺参数如下：以镀有MCrAlY合金粘结层的耐高温基材为电泳池的阴极、金属电极为阳极、NiAl悬浮液为电泳液，在直流10～90伏特电压下，根据所需镀层厚度电泳1～15分钟，然后在25～200℃烘干10～100分钟，根据所需镀层厚度电泳1～3次；

d)使用高速电喷镀工艺在NiAl合金阻挡层上制备ZrO₂-CeO₂陶瓷层，高速电喷镀的工艺参数如下：以快速镍的镀液体系为基础镀液、添加ZrO₂纳米颗粒和CeO₂纳米颗粒的复合镀液为电喷镀镀液，电喷镀喷射速度为150～400L/h，喷嘴扫描速度为10～25mm/s，喷嘴与样品间距离保持2～4mm，在6～8V电压、40～50℃下电喷镀10～20min，高速电喷镀后样品经蒸馏水冲洗和自然干燥；

e)使用高速电喷镀工艺在ZrO₂-CeO₂陶瓷层上制备Al₂O₃保护层，高速电喷镀的工艺参数如下：以快速镍的镀液体系为基础镀液、添加Al₂O₃纳米颗粒的复合镀液为电喷镀镀液，电喷镀喷射速度为150～400L/h，喷嘴扫描速度为10～25mm/s，喷嘴与样品间距离保持2～4mm，在6～8V电压、40～50℃下电喷镀10～20min，高速电喷镀后样品经蒸馏水冲洗和自然干燥；

f)使用等离子弧对制备的复合镀层进行扫描强化处理，等离子弧喷嘴直径为0.8mm，喷枪头部与镀层表面距离为8～12mm，电流为8～30A，扫描速度为0.75～2.20mm/s，以氩气作为介质，保护气流量为10L/min，离子气流量为1.4～1.8L/min。

2.根据权利要求1所述的热障复合镀层的制备工艺，其特征在于，所述MCrAlY合金中的M为Fe、Co、Ni或CoNi中的任一种。

3.根据权利要求1所述的热障复合镀层的制备工艺，其特征在于，所述步骤b)和步骤c)中的金属电极为铂电极、金电极或铜电极。

4.根据权利要求1所述的热障复合镀层的制备工艺，其特征在于，所述步骤b)中的MCrAlY悬浮液的制备过程如下：首先将MCrAlY分散在水、甲醇或水与甲醇的混合溶剂中，然后加入AlCl₃、Al(NO₃)₃或Mg(NO₃)₂中的任一种无机盐，室温下超声振荡20～150分钟，最后静置20～150分钟即可，悬浮液的组成如下：MCrAlY为8～12g/L，无机盐为0.1～0.8g/L，余量为溶剂。