[发明专利]一种双联体导向叶片热障涂层制备方法

权利要求书

1.一种双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将湿吹砂后的双联体导向叶片装入真空电弧镀夹具，叶片非涂覆区域通过夹具盒进行保护；涂覆前对叶片表面进行离子清洗，清洗后进行MCrAlY底层的真空电弧镀，真空电弧镀的工艺参数为：电弧电流70~80A，压强为0.1~0.5Pa，负偏压为-100~-200V，占空比为20%~35%，涂覆时间为1~2小时；

采用具有两个以上弧源、弧源在炉体内壁上的真空电弧镀设备制备MCrAlY底层，真空电弧镀设备炉体内壁的弧源为两组以上，每组两个以上弧源上下排布；MCrAlY底层涂覆夹具为两组以上，每组两个以上MCrAlY底层涂覆夹具上下排布，使每个双联体导向叶片在一个靶材正前方实现自转，实现MCrAlY底层的一次成型；

（2）将涂覆完MCrAlY底层的双联体导向叶片真空热处理后进行湿吹砂处理，并进行超声波清洗、丙酮溶液浸洗、烘干；湿吹砂工艺参数为：白刚玉砂粒度为150~200目，白刚玉砂含量15~25wt%，风压0.1~0.2 MPa，吹砂距离为150~200 mm；

（3）将上述叶片装入电子束物理气相沉积设备，并携带随炉弯曲试样；打开机械泵和罗茨泵，进行抽真空，待主真空室、装载室真空度分别为（4~6）×10^-2Pa、0.5~2Pa时开启主真空室、装载室之间的闸板阀，通入Ar气，对叶片表面进行离子轰击清洗5~15 min；

（4）将离子轰击清洗后叶片及夹具移到主真空室，进行YSZ陶瓷面层沉积；沉积YSZ面层工艺参数为：主真空室压强为（3~5）×10^-2Pa，电子枪电压为15~20KV，YSZ靶材加热电流为1~2A，叶片转速为10~20 r/min，叶片加热温度为850℃~950℃；

（5）将沉积完YSZ陶瓷面层叶片进行称重处理；

步骤（4）中，冷却空气通过尾劈缝区域的通道在叶片表面形成气膜冷却，为了避免冷却通道的堵塞，在叶片尾劈缝区域插入随型高温合金薄片以避免YSZ涂层沉积到尾劈缝区域，保证叶片气膜冷却效果。

2.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，步骤（1）中，获得厚度为20~40μm的MCrAlY底层。

3.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，步骤（1）中，每个双联体导向叶片两端的缘板非涂覆区域通过夹具盒一、夹具盒二进行保护，同时双联体导向叶片中心与真空电弧镀设备的靶材中心重合。

4.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，步骤（2）中，真空热处理工艺参数为：装炉温度在150℃以下，在2.5~3小时内升温至1050±10℃，在该温度下保持2~4小时后充氩气0.2~0.4MPa冷至80℃以下出炉。

5.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，步骤（4）中，获得厚度为80~120μm的YSZ面层。

6.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，将高温合金丝沿着下缘板导流管穿入、上缘板导流管穿出，将下缘板夹具盒一、上缘板夹具盒二固定住，有效保护双联体导向叶片两端的上缘板、下缘板非涂覆区域。

7.按照权利要求1所述的双联体导向叶片热障涂层制备方法，其特征在于，将热电偶插入叶片导流管实时测量叶片涂覆过程中不同位置的沉积温度。