一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法
专利汇可以提供一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种适用于 铁 基高温 合金 表面热障涂层的制备方法，属于 涡轮 盘件铁基 高温合金 提高 温度 及寿命的应用领域。所述方法如下；纳米 喂料 材料的团聚处理；对铁 基板 进行处理；粘结层 热 喷涂 ；粘结层 重熔 及陶瓷层喷涂处理；制备态涂层 热处理 。本 发明 相对于 现有技术 的有益效果是：通过本发明的热障涂层的制备工艺，可实现在铁基高温合金表面制备高寿命的涂层，以满足铁基高温合金在更高温度使用的要求。，下面是一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下；
步骤一：纳米喂料材料的团聚处理：采用体积分数为4%的聚乙烯醇水溶液，在95℃恒温水浴中加热20 min后自然冷却至室温，制得有机黏合剂PVA；按照YSZ粉末：有机黏合剂PVA=
1：3的体积比，将YSZ粉末加入有机黏合剂PVA中，使用电动搅拌器将两者混合均匀，即得到粘稠状的浆料，再将浆料放入超声清洗器中超声处理2 h，超声功率为2000W；超声后的浆料放置在烘箱中进行热处理，除去浆料中的水分；待浆料完全干燥固化后从烘箱中取出进行充分研磨，筛选平均直径为50 70μm的粒子，即得到纳米喂料材料；
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步骤二：对铁基高温合金进行处理：使用体积分数为5%的稀盐酸清洗铁基高温合金，洗去氧化层，再使用体积分数为10%的NaOH溶液清洗铁基高温合金，洗去油污；
步骤三：粘结层热喷涂：对步骤二处理后的铁基合金进行表面喷涂处理，喷涂时，先采用等离子体焰在铁基合金表面预热5 10s，使得基体合金升温至100 120℃；调整等离子体~ ~
喷涂的Ar和H2的流量，Ar的流量为30L/min，H2的流量为2L/min，设置喷涂电压为50~55V，喷涂电流为450A，送粉气体为氩气，气流速度为30 35L/min，送粉速度为15 20g/min，喷涂距~ ~
离为100 110mm，行走速度为80 100mm/s，经5 7次往复喷涂，即得到粘结层；
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步骤四：粘结层重熔及陶瓷层喷涂处理：采用等离子喷枪对粘结层垂直加热，喷枪电压为55 60V，喷枪电流为550A，喷枪与粘结层表面的距离为30 50mm，重熔时间为5 10s，当粘~ ~ ~
结层开始熔化时，立即用步骤一制备的纳米喂料材料进行陶瓷层喷涂；喷涂的具体条件为：
电压55 60 V，电流550A，送粉气体为氩气，气流速度为35 40L/min，送粉速度为20 25g/~ ~ ~
min，喷涂距离100 110mm，行走速度30 40mm/s，经8 11次往复喷涂，即得到YSZ陶瓷层；
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步骤五：制备态涂层热处理：将步骤四得到的YSZ陶瓷层放入烘干箱中，温度设置为200
300℃，保温2 3 h，然后炉冷即可。
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2.根据权利要求1所述的一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述的热处理温度为150℃，时间为5 h。
3.根据权利要求1所述的一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述的重熔时间为10s。
4.根据权利要求1所述的一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述的温度设置为250℃。
5.根据权利要求1所述的一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述的温度设置为300℃。
一种适用于铁基高温合金表面热障涂层的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
步骤一：纳米喂料材料的团聚处理：采用体积分数为4%的聚乙烯醇水溶液，在95℃恒温水浴中加热20 min后自然冷却至室温，制得有机黏合剂PVA；按照YSZ粉末：有机黏合剂PVA=
1：3的体积比，将YSZ粉末加入有机黏合剂PVA中，使用电动搅拌器将两者混合均匀，即得到粘稠状的浆料，再将浆料放入超声清洗器中超声处理2 h，超声功率为2000W；超声后的浆料放置在烘箱中进行热处理，除去浆料中的水分；待浆料完全干燥固化后从烘箱中取出进行充分研磨，筛选平均直径为50 70μm的粒子，即得到纳米喂料材料；
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步骤二：对铁基高温合金进行处理：使用体积分数为5%的稀盐酸清洗铁基高温合金，洗去氧化层，再使用体积分数为10%的NaOH溶液清洗铁基高温合金，洗去油污；
步骤三：粘结层热喷涂：对步骤二处理后的铁基合金进行表面喷涂处理，喷涂时，先采用等离子体焰在铁基合金表面预热5 10s，使得基体合金升温至100 120℃；调整等离子体~ ~
喷涂的Ar和H2的流量，Ar的流量为30L/min，H2的流量为2L/min，设置喷涂电压为50~55V，喷涂电流为450A，送粉气体为氩气，气流速度为30 35L/min，送粉速度为15 20g/min，喷涂距~ ~
离为100 110mm，行走速度为80 100mm/s，经5 7次往复喷涂，即得到粘结层；
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步骤四：粘结层重熔及陶瓷层喷涂处理：采用等离子喷枪对粘结层垂直加热，喷枪电压为55 60V，喷枪电流为550A，喷枪与粘结层表面的距离为30 50mm，重熔时间为5 10s，当粘~ ~ ~
结层开始熔化时，立即用步骤一制备的纳米喂料材料进行陶瓷层喷涂；喷涂的具体条件为：
电压55 60 V，电流550A，送粉气体为氩气，气流速度为35 40L/min，送粉速度为20 25g/~ ~ ~
min，喷涂距离100 110mm，行走速度30 40mm/s，经8 11次往复喷涂，即得到YSZ陶瓷层；
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步骤五：制备态涂层热处理：将步骤四得到的YSZ陶瓷层放入烘干箱中，温度设置为200
300℃，保温2 3 h，然后炉冷即可。
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附图说明
图3为经热处理后涂层腐蚀190h后的表面形貌图；
图4为经热处理后涂层经900℃-室温水淬150次的表面形貌图；
图5为经热处理后涂层经900℃-室温水淬150次的截面形貌图。
具体实施方式
理，是为了满足大气等离子体喷涂的喂料尺寸；
步骤二：对铁基高温合金进行处理：使用体积分数为5%的稀盐酸清洗铁基高温合金，洗去氧化层，再使用体积分数为10%的NaOH溶液清洗铁基高温合金，洗去油污；
步骤三：粘结层热喷涂：对步骤二处理后的铁基高温合金进行表面喷涂处理，喷涂时，先采用等离子体焰在铁基高温合金表面预热5 10s，使得基体合金升温至100 120℃；调整~ ~
等离子体喷涂的Ar和H2的流量，Ar的流量为30L/min，H2的流量为2L/min，设置喷涂电压为50
55V，喷涂电流为450A，送粉气体为氩气，气流速度为30 35L/min，送粉速度为15 20g/min，~ ~ ~
喷涂距离为100 110mm，行走速度为80 100mm/s，经5 7次往复喷涂，即得到粘结层；
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步骤四：粘结层重熔及陶瓷层喷涂处理，可有效增加粘结层与陶瓷层界面之间的机械结合力：采用等离子喷枪对粘结层垂直加热，喷枪电压为55 60V，喷枪电流为550A，喷枪与~
粘结层表面的距离为30 50mm，重熔时间为5 10s，当粘结层开始熔化时，立即用步骤一制备~ ~
的纳米喂料材料进行陶瓷层喷涂；喷涂的具体条件为：电压55 60 V，电流550A，送粉气体为~
氩气，气流速度为35 40L/min，送粉速度为20 25g/min，喷涂距离100 110mm，行走速度30~ ~ ~ ~
40mm/s，经8 11次往复喷涂，即得到YSZ陶瓷层；
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步骤五：制备态涂层热处理：将步骤四得到的YSZ陶瓷层放入烘干箱中，温度设置为200
300℃，保温2 3 h，然后炉冷即可，进行制备态涂层的热处理，可降低喷涂过程中涂层结构~ ~
中的残余应力，使制备的涂层表面平整，未熔化的陶瓷颗粒较少，陶瓷层/粘结层界面咬合面积较大，如图1和图2所示。
证实涂层的失效有别于其他工艺获得涂层在热震下最后导致涂层整体剥落，间接说明采用粘结层重熔及制备涂层进行热处理能够提高涂层的抗热震性能，有利于提高涂层的使用寿命和安全性。
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