[发明专利]一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法

说明书

本发明提供一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法，包括：S1，将渗剂和涡轮叶片置于工装上；S2，将工装吊入气渗金属炉中，气渗金属炉预抽真空；S3，将气渗金属炉升温至1000～1050℃，保温3～5小时，随炉冷却至800℃以下后将工装吊出空冷；S4，将涡轮叶片进行清洗，并晾干。本发明制备方法采用的设备较为成熟，使用固体渗剂，不需外部通入反应气体，现阶段本发明工艺方法的可行性较强，可在涡轮叶片铬改性铝化物涂层制备方面进行全方面推广与应用。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法，用于涡轮叶片流道表面和复杂内腔铬改性铝化物涂层的制备。

背景技术

高温氧化和高温腐蚀是航空发动机涡轮叶片常见的失效形式，氧化和腐蚀现象一旦出现就会使基体材料直接受到损伤而导致力学性能急剧下降。随着发动机涡轮进口温度越来越高，叶片服役条件越来越恶劣，对涡轮叶片表面和复杂内腔的防护要求也越来越高。铝化物渗层具有较好的耐高温腐蚀性能，是涡轮叶片最常用的防护方法之一。

由于单一的铝化物渗层其Ni-Al相渗层脆性较大、易开裂剥落、高温服役时Al向基体扩散较快，造成表面铝含量降低而失去保护作用，近年来Cr元素改性的铝化物渗层应用越来越广。这种改性涂层能有效地降低涂层退化速率，减缓富镍的β-NiAl相中的马氏体转变过程产生，提高涂层的相结构稳定性以及抗热腐蚀能力。

目前Cr-Al涂层的制备工艺基本上集中在包埋共渗、物理气相沉积、电沉积和化学气相沉积法(CVD)，其中包埋共渗、物理气相沉积、电沉积不能实现涡轮叶片复杂内腔的渗层制备，现有的化学气相沉积法通过向罐体内通入各种反应气体能够实现炉内气氛的精准可控，但相关设备价值高，现阶段较难普及。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法，能在涡轮叶片表面和复杂内腔实现铬改性铝化物涂层制备，可行性较强。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种涡轮叶片上铬改性铝化物涂层的制备方法，包括：

S1，将渗剂和涡轮叶片置于工装上；

S2，将工装吊入气渗金属炉中，气渗金属炉预抽真空；

S3，将气渗金属炉升温至1000～1050℃，保温3～5小时，随炉冷却至800℃以下后将工装吊出空冷；

S4，将涡轮叶片进行清洗，并晾干。

优选的，S2中，气渗金属炉内设有马弗罐，将工装吊入马弗罐中，将马弗罐内压力抽至小于等于30Pa。

进一步的，S3中，保温过程中使马弗罐内配备的风机处于工作状态。

再进一步的，风机为离心式风机。

优选的，S1中，渗剂由铁铝粉、铬粉和氯化铵粉末组成。

进一步的，铁铝粉重量为渗剂总重量的50～70％，氯化铵粉末为渗剂总重量1～5％，其余为铬粉。

优选的，S1中，渗剂配制：将铁铝粉、铬粉和氯化铵粉末球磨混合，得到渗剂。

优选的，S1中，涡轮叶片先进行吹砂处理再置于工装上。

进一步的，吹砂采用Al₂O₃型砂，砂的粒度范围为120～220目、吹砂的风压范围为0.1～0.3MPa。

优选的，S4中，将涡轮叶片放入超声波清洗槽中进行清洗。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：