专利名称：一种合金微晶涂层的制备方法
技术领域：
本发明系属于合金领域，即提供了一种合金防护涂层的制备方法。
目前航空发动机涡轮叶片的包覆涂层McrAlY，主要由物理气相沉积法的蒸镀和离子镀法的制备获得的，也有用溅耐离子镀法对叶片施镀涂层的。通常所采用的涂层成分为Co(或Nl)-(18-30)Cr-(6-20)Al-(0-0.5)Y，上述成分的涂层可允许较宽的涂层厚度范围，一般在～100μm，此外，远可获得较好的抗高温氧化性能。但是由于涂层成分与基体合金完全不同，Al，Cr含量较高，在高温下长期使用后，涂层与基体的相互扩散会在界面处生成有害的脆性相(一般为σ相)，从而影响了叶片的性能。
为解决上述问题，本发明提供了一种即不产生有害的脆性相，又具有抗氧化性能的合金防护涂层的制备方法。
本发明的主要特征是采用以基体相同成份的合金为靶材，通过平面磁控溅射对基体合金沉积一层微晶防护涂层。所述的合金主要系指高温合金、不锈钢及钛合金，当以高温合金为基体，以高温合金为靶材，用平面磁控溅射一层微晶涂层时，只在Al、Cr、Tl元素上作＜2%的调整或者添加微量的(＜0.5%)Y、La、Ce等稀土元素;其溅射参数为氩气工作压力-0.1-1.0Pa溅射电压-500-750V工件温度-200-400℃当以不锈钢为基体，以不锈钢为靶材，用平面磁控溅射一层微晶涂层时，其溅射参数为
氩气工作压力-0.1～0.5Pa溅射电压-500～750V工件温度-200～300℃当以钛合金为基体，以钛合金为靶材，用平面磁控溅射一层微晶涂层时，其溅射参数为氩气工作压力-0.1～0.5Pa溅射电压-500～750V工件温度-200～300℃下面通过实施例详叙本发明所提供的制备方法。
实施例1-一种高温合金微晶涂层的制备方法将浇铸叶片的浇铸系统的K17合金(通常做为废料处理)经过重熔，铸成溅射需要的靶材，在平面磁控溅射仪上对航空发动机上的涡轮叶片进行涂层处理，溅射参数氩气工作压力0.2Pa溅射电压750V工件温度300℃获得的沉积厚度为40μm，涂层晶粒度＜0.1μm。
实施例2-一种高温合金微晶涂层的制备方法在K38G合金叶片上溅射K38G合金的微晶涂层，其工艺参数为在K38G合中加入0.5%的稀土元素Y，并将其制成靶材，溅射参数为氩气压力0.2Pa溅射电压650V工件温度350℃获得的涂层厚度为40μm，涂层的晶粒度＜0.1μm。
实施例3-一种不锈钢微晶涂层的制备方法将用304不锈钢制成的阀门上用溅射方法在其上制备一层同成份的微晶涂层，溅射参数为氩气工作电压0.2Pa溅射电压600V工件温度250℃获得的涂层厚度为50μm，晶粒度＜0.1μm。
实施例4-一种钛合金微晶涂层制备方法在Tl-6Al-4V合金制成的压气机叶片上，以Tl-6Al-4V合金的板材为靶材，用溅射方法在压气机叶片上制备一层微晶涂层，其溅射参数氩气工作电压0.3Pa溅射电压500V工件温度250℃获得的涂层厚度40μm，晶粒度＜0.1μm。
本发明提供的制备方法所获得的微晶涂层由于其涂层与基体成分相同，不会产生有害的脆性相，在高温合金基体上获得的高温合金微晶涂层具有如CoCrLlY多元涂层相同的抗氧化性能，这种微晶涂层不仅在生产中可大幅度降低生产费用，而且在研制过程中可省去许多CoCrAlY涂层研究中不可缺少的关于有害相对叶片机械性能影响的研究工作。不锈钢用溅射工艺制备成的微晶涂层，其抗高温氧化及抗水溶液腐蚀性能都可大幅度提高，将其用于高温部件及化工行业用的阀门及泵材具有更好的性能。本发明用于Tl-6Al-4V合金中所获得的微晶薄膜也可大幅度地提高抗高温氧化及抗腐蚀性能。
权利要求
1.一种合金微晶涂层的制备方法，其特征在于采用以基体相同成份的合金为靶材，通过平面磁控溅射一层微晶涂层，其溅射工艺参数为氩气工作压力 0.1～1.0Pa溅射电压 500-750V工件温度 200-400℃
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的合金系指高温合金、不锈钢、钛合金。
3.按照权利要求1、2所述的制备方法，其特征在于获得高温合金微晶涂层时，在Al、Cr、Tl元素上作＜2%的调整或者加入微量的(＜0.5%)Y、La、Ce稀土元素。
全文摘要
一种合金微晶涂层的制备方法，系属于合金领域，其特征在于采用以基体相同成分的合金为靶材，通过平面磁控溅射一层微晶涂层，其溅射工艺参数为；氩气工作压力0.1～1.0Pa；溅射电压500-750V，工件温度200-400℃。上述的合金系指高温合金、不锈钢、钛合金。
文档编号C23C14/35GK1070234SQ9110622
公开日1993年3月24日 申请日期1991年8月30日 优先权日1991年8月30日
发明者楼翰一, 王福会, 张立新, 夏邦杰 申请人:中国科学院金属腐蚀与防护研究所