专利名称：一种McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属的高温防护方法，特别是涉及一种采用超音速火焰喷涂的 McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法。
背景技术：
在现代工业中，根据不同的工况条件，采用不同表面涂层处理技术是显著提高合 金的使用温度和使用寿命的有效技术手段。金属的高温防护涂层除了要求提供优异的抗高 温氧化和腐蚀能力外，还要求其具有长期的结构和化学稳定性以及与基体良好的结合力。 传统的金属高温防护涂层有扩散涂层(如渗给涂层)和合金包覆涂层(如MCrAIY涂层) 两大类。McrAlY合金体系的高温防护涂层具有硬度高、耐磨性好及耐盐雾腐蚀性能好等优 点，是目前研究较多的涂层材料。但是由于在使用过程中氧化膜的生长以及淙层与基体间 的互扩散引起了涂层中AI含量的下降，也会导致现有McrAlY合金体系的高温防护涂层退 化，大大降低了涂层的防护性能。因此，研究开发出更合适的McrAlY合金体系的高温防护 涂层是近年来的热点之一。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术问题，通过研究改进，提供了一 种新的采用超音速火焰喷涂的McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法。本发明给出的这种McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法采用超音速火焰 喷涂在金属表面制备高温抗氧化MCrAlY涂层。M至少为以下三者中的一种Ni、Co、NiCo。 本发明的优点，由于制备涂层采用超音速喷涂技术，因此涂层与基体结合能力更好，并且涂 层厚度可控，可以在大面积基片上获得厚度均勻的薄膜。本发明的涂层在600°C高温时仍然 具有很好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震性能。本发明给出的技术方案是这种McrAlY合金体系的高温防护涂层，有MCrAlY 涂层，其特点是MCrAlY涂层的组成为(质量％) :Cr 20% 30%，Al 4.0% 10%，Y 0. 3% 0. 7%，M余量，其中M至少为以下三者中的一种:Ni、Co、NiCo。本发明给出的这种McrAlY合金体系的高温防护涂层的制备方法，其特点是有下 列步骤A)基材预处理将基材经砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清洗 lOmin，吹干后备用。B)喷砂采用60-220目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙 酮超声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干。C)超音速喷涂制备NiCrAlY涂层MCrAlY合金粉末成分为(质量％) =Cr 20% 30%，Α1 4·0% 10%，Υ 0· 3% 0.7%,M余量，其中M至少为以下三者中的一种Ni、Co、NiCo，采用超音速火焰喷涂的工艺 参数如下送粉速率40 60g/min，氧气压力200 240psi，氧气流量1750 1900scfh,煤油压力170 180psi，煤油流量5. 0 5. 5gph，喷涂距离300 360mm。本发明所采用的MCrAlY体系粉末的粒径在200-400目。本发明所制备的高温防护涂层厚度为0. 07 0. 15mm。与现有技术相比，本发明的有益效果是1、采用超音速喷涂技术在合金表面制备MCrAlY合金体系的高温防护涂层，M为以 下三者之一或其某种组合Ni、Co、NiCo。2、采用该发明制备的涂层，涂层厚度可控，与基体结合强度大于55MPa ；3、采用该发明制备的涂层，在600°C高温下，具有良好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震 性能。
具体实施例方式实施例1基材K452合金，MCrAlY合金体系中，M为Co，粉末的成分为(质量％)Cr 26%，Al 8%，Y 0. 6%，Co 余量。CoCrAlY 的制备(1)基材预处理将基材经800#砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清 洗lOmin，吹干后备用。(2)喷砂采用100目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙酮 超声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干。(3)超音速喷涂制备NiCrAlY粘结层MCrAlY合金体系的粉末粒径观0目。涂层厚度0. 15mm。采用JP-5000超音速火焰喷涂设备，喷涂工艺参数如下送粉速率45g/min，氧气 压力200psi，氧气流量1750scfh，煤油压力170psi，煤油流量5. Ogph，喷涂距离320mm。
权利要求
1.一种McrAlY合金体系的高温防护涂层，有MCrAlY涂层，其其特征在于MCrAlY涂层 的组成为Cr 20% 30%，A1 4. 0% 10%，Y 0. 3% 0. 7%，M余量，其中M至少为以下 三者中的一种Ni、Co、NiCo。
2.权利要求1所述McrAlY合金体系的高温防护涂层的制备方法，其特征在于有下列步骤A)基材预处理将基材经砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清洗lOmin，吹 干后备用。B)喷砂采用60-220目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙酮超 声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干。C)超音速喷涂制备NiCrAlY涂层MCrAlY 合金粉末成分为Cr 20% 30%，A1 4. 0% 10%，Y 0. 3% 0. 7%，Μ 余量， 其中M至少为以下三者中的一种Ni、Co、NiCo，采用超音速火焰喷涂的工艺参数如下送粉 速率40 60g/min，氧气压力200 240psi，氧气流量1750 1900scfh，煤油压力170 180psi，煤油流量5. 0 5. 5gph,喷涂距离300 360mm。
3.根据权利要求1所述McrAlY合金体系的高温防护涂层，其特征在于MCrAlY体系粉 末的粒径在200-400目。
4.根据权利要求1所述McrAlY合金体系的高温防护涂层，其特征在于高温防护涂层厚 度为 0. 07 0. 15mm。
全文摘要
一种McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法，其特点是MCrAlY涂层的组成为Cr 20％～30％，Al 4.0％～10％，Y 0.3％～0.7％，M余量，其中M至少为以下三者中的一种Ni、Co、NiCo。本发明由于制备涂层采用超音速喷涂技术，因此涂层与基体结合能力更好，并且涂层厚度可控，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜，本发明涂层在600℃高温时仍然具有很好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震性能。
文档编号C23C4/08GK102115836SQ20091024889
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者彭建人, 胡金玲, 高淑春 申请人:沈阳天贺新材料开发有限公司