[发明专利]一种用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层及防护方法

说明书

本发明的目的在于提供一种用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层，以及有效地在化学气相渗铝过程中防止非渗镀表面形成富铝化合物的方法。所述涂层涂覆在镍基金属非渗镀表面，该涂层从内到外分别为遮蔽层和阻渗层；其中，遮蔽层选用的材料为由硅溶胶与纯金属混合粉末制备的浆料，其体积比为1‑3:1‑3，阻渗层选用的材料为由硅溶胶与氧化物混合粉末制备的浆料，其体积比为1‑3:1‑3。该防护涂层制备方法简单，适用于形状复杂的工件，且该涂层容易清除，用压缩空气即可对遮蔽部位进行清除。

技术领域

本发明属于化学热处理领域，特别涉及一种用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层，以及有效地在化学气相渗铝过程中防止高温合金工件非渗镀表面形成富铝化合物的方法。

背景技术

渗铝技术是一项应用在高温合金工件表面，提高其高温抗氧化性的有效途径之一。常见的渗铝工艺包括粉末包埋渗铝、料浆渗铝和气相渗铝，其基本原理都是采用铝源加催化剂作为渗剂，高温下使铝源中活性Al原子通过卤化铝作为载体在样件表面吸附并扩散，发生固相反应生成金属间化合物。粉末包埋和料浆法共性特点是渗剂与工件表面直接接触，导致渗Al过程中易引进杂质，降低涂层使用寿命和性能。另外，这两种工艺在渗铝过程中表面容易出现结瘤，堵塞工件表面孔，且难以清除。因此，目前国内外关键工件高温渗铝均采用化学气相沉积法渗铝。

由于化学沉积过程发生在密闭容器中，卤化物在气态条件下与工件表面发生化学反应，容易使得在无需渗镀表面处产生沉积层，这就要求渗铝过程中，必须对无需镀覆表面进行遮蔽。然而，到目前为止，国内关于这方面的研究相对较少。本发明中，提供了一种针对化学气相渗铝过程中对非渗镀表面有效地高温防护方法，防止含铝的卤化物在非渗镀表面发生化学反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层，以及有效地在化学气相渗铝过程中防止非渗镀表面形成富铝化合物的方法。

本发明技术方案如下：

一种用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层，其特征在于：所述涂层涂覆在镍基金属非渗镀表面，用于镍基金属高温化学气相沉积渗铝中对非渗镀表面的防护，该涂层从内到外分别为遮蔽层(内层)和阻渗层(外层)；其中，遮蔽层选用的材料为由硅溶胶与纯金属混合粉末制备的浆料，其体积比为1-3:1-3，阻渗层选用的材料为由硅溶胶与氧化物混合粉末制备的浆料，其体积比为1-3:1-3。

作为优选的技术方案：

所述遮蔽层和阻渗层浆料中选用的硅溶胶为碱性钠型，SiO₂含量为30-31％，Na₂O含量为≤0.3％，pH值为9.2-9.6，粘度为(6.5-7.0)×10^-3Pa·S，密度为1.19-1.21g/cm³，平均粒径10-20nm。

遮蔽层所用的纯金属混合粉末包括镍粉、铬粉和铝粉，三者纯度均≥99.0％，颗粒度为500-700目，镍粉、铬粉和铝粉的质量比为1-3:1-3:1-3；

阻渗层所用的氧化物混合粉末包括氧化铬和氧化铝，二者纯度均≥99％，颗粒度为500-700目，氧化铬和氧化铝的质量比为1-3:1-3。

本发明所述用于镍基金属非渗镀表面的防护涂层，其特征在于：该涂层特别适用于一种镍基高温合金带螺纹持久试棒，以防止非渗镀表面形成富铝化合物。

本发明还提供了采用所述防护涂层对非渗镀表面进行防护的方法，其特征在于，具体防护步骤如下：

(1)、按照质量比为1-3:1-3:1-3分别称量出纯金属镍粉、铬粉和铝粉，倒入烧杯中，然后按照体积比倒入硅溶胶；

(2)、用玻璃棒对烧杯中的金属粉末和硅溶胶按照一定方向进行均匀搅拌，制备出遮蔽层浆料，该料浆的颜色为灰色；