专利名称：一种高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法
技术领域：
本发明涉及防腐技术，特别提供了一种用于高温合金的抗高温氧化和热腐蚀的表面涂层技术。
本发明提供了一种高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于其特征在于首先在高温合金基体的表面制造一厚度为10～100μm的MCrAlY涂层，M选自Ni、Co或NiCo；再在MCrAlY涂层的表面烧制一厚度为20～100μm的搪瓷涂层，搪瓷涂层的成分为重量百分比SiO255-63，Al2O33.4-9.7，ZrO23-6，ZnO8-12，B2O33-10，CaO 3-6，Na2O 3-4，稀土RuO、CeO、Y2O31-2，MgO、NiO、CoO余量(本发明中除特殊指明的外均为重量百分比)。
本发明高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法中，MCrAlY涂层的厚度最好为40～50μm。搪瓷涂层的厚度最好选择为20～60μm。
本发明高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法中，搪瓷层的烧制温度为800-1100℃，时间30-60min，空冷。
本发明高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法中，MCrAlY涂层可以采用物理气相沉积的方法获得，包括热喷涂、溅射、电弧镀、EB-PVD。
本发明使用MCrAlY为粘结层，利用高温烧成的方法在其表面制造了一层搪瓷涂层，搪瓷涂层不但可以抑制氧，氯等离子进入MCrAlY涂层，另一方面由于搪瓷低的导热系数，还可提高基体合金的使用温度，从而具有热障涂层的作用。从膨胀系数上来看，搪瓷非常不容易制备到高温合金的基体上，但如能利用MCrAlY涂层作为粘结层，调节搪瓷层的成份，可使之与MCrAlY基体涂层具有良好的相容性。另外，本发明过程中粘结层表面可不经处理就进行下一步的搪瓷涂敷，烧成在空气中进行，具有制造过程简单，成本低廉的特点。
比较例1样品铸态M17，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用溅射法制造一层CoNiCrAlY、厚度为40μm。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
实施例2样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用电弧镀法制造一层NiCrAlY、厚度为50μm；再将SiO260，Al2O35.2，ZrO24，ZnO10，B2O35，CaO5，Na2O3，混合稀土1，MgO，NiO，CoO余量的搪瓷粉与无水乙醇混合，制成悬浊液；然后，用喷涂的方法将混合物均匀沉积于NiCrAlY层表面，并达到40μm厚度；最后放置于温度为1100℃的炉中，保温50min后，取出空冷至室温。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
比较例2样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用电弧镀法制造一层NiCrAlY、厚度为50μm；抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
实施例3样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用HVOF法制造一层CoNiCrAlY、厚度为40μm；再将SiO260，Al2O35.2，ZrO24，ZnO10，B2O35，CaO5，Na2O 3，混合稀土1，MgO，NiO，CoO余量的搪瓷粉与无水乙醇混合，制成悬浊液；然后，用喷涂的方法将混合物均匀沉积于CoNiCrAlY层表面，并达到40μm厚度；最后放置于温度为1000℃的炉中，保温40min后，取出空冷至室温。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
比较例3样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用HVOF法制造一层CoNiCrAlY、厚度为40μm。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
实施例4样品铸态M17，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用电弧镀法制造一层NiCrAlY、厚度为50μm；再将SiO260，Al2O35.2，ZrO24，ZnO10，B2O35，CaO5，Na2O 3，混合稀土1，MgO，NiO，CoO余量的搪瓷粉与无水乙醇混合，制成悬浊液；然后，用喷涂的方法将混合物均匀沉积于NiCrAlY层表面，并达到40μm厚度；最后放置于温度为1100℃的炉中，保温50min后，取出空冷至室温。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
比较例4样品铸态M17，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用电弧镀法制造一层NiCrAlY、厚度为50μm。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
实施例5样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用溅射法制造一层CoNiCrAlY厚度为40μm；再将SiO260，Al2O35.2，ZrO24，ZnO10，B2O35，CaO5，Na2O 3，混合稀土1，MgO，NiO，CoO余量的搪瓷粉与无水乙醇混合，制成悬浊液；然后，用喷涂的方法将混合物均匀沉积于CoNiCrAlY层表面，并达到50μm厚度；最后放置于温度为1000℃的炉中，保温60min后，取出空冷至室温。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
比较例5样品铸态M38G，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用溅射法制造一层CoNiCrAlY厚度为40μm。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
实施例6样品铸态M17，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用HVOF法制造一层CoNiCrAlY厚度为40μm；再将SiO260，Al2O35.2，ZrO24，ZnO10，B2O35，CaO5，Na2O 3，混合稀土1，MgO，NiO，CoO余量的搪瓷粉与无水乙醇混合，制成悬浊液；然后，用喷涂的方法将混合物均匀沉积于CoNiCrAlY层表面，并达到40μm厚度；最后放置于温度为1000℃的炉中，保温60min后，取出空冷至室温。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
比较例6样品铸态M17，尺寸为20mm×10mm×3mm，在样品基体合金上使用HVOF法制造一层CoNiCrAlY厚度为40μm。抗高温及NaCl腐蚀性能表1所示。
表1不同涂层900℃空气中的氧化增重率
权利要求
1.一种高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于；首先在高温合金基体的表面制造一厚度为10～100μm的MCrAlY涂层，M选自Ni、Co或NiCo；再在MCrAlY涂层的表面烧制一厚度为20～100μm的搪瓷涂层，搪瓷涂层的成分为重量百分比SiO255-63，Al2O33.4-9.7，ZrO23-6，ZnO8-12，B2O33-10，CaO 3-6，Na2O 3-4，稀土RuO、CeO、Y2O31-2，MgO、NiO、CoO余量。
2.按照权利要求1所述高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于MCrAlY涂层的厚度为40～50μm。
3.按照权利要求1所述高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于搪瓷涂层的厚度为20～60μm。
4.按照权利要求1所述高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于搪瓷的烧制温度为800-1100℃，时间30-60min，空冷。
5.按照权利要求1所述高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于；MCrAlY涂层采用物理气相沉积，包括热喷涂、溅射、电弧镀、EB-PVD。
全文摘要
一种高温合金抗高温氧化及热腐蚀的方法，其特征在于首先在高温合金基体的表面制造一厚度为10～100μm的MCrAlY涂层，M选自Ni、Co或NiCo；再在MCrAlY涂层的表面烧制一厚度为20～100μm的搪瓷涂层，搪瓷涂层的成分为重量百分比SiO
文档编号C23D3/00GK1465745SQ0210984
公开日2004年1月7日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者王福会, 谢冬柏, 熊玉明 申请人:中国科学院金属研究所