专利名称：一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂及方法
技术领域：
本发明属于化学气相沉积技术领域，具体为一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂及方法。
背景技术：
在现有的给叶片表面加工渗铝硅工艺中，国内仅有采用料浆渗铝硅工艺，其中料浆渗铝硅采用渗剂包括将铝硅渗剂、粘接剂、活化剂、稀释剂按照比例混合，搅拌均勻成糊状，并涂覆于叶片零件外表面。此种料浆渗铝硅工艺复杂、操作过程繁琐、容易造成涂刷不均勻、料浆涂覆厚度无法精确控制及容易粘接等缺点。此外对于在发动机中的复杂内腔叶片上进行渗铝硅处理时，由于发动机本身结构的影响，无法进行料浆渗铝硅处理，需要采用新的渗铝硅工艺。
发明内容
要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂及方法。技术方案本发明的技术方案为所述一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂，其特征在于所述渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；金属硅粉为200目 400目，金属硅粉重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的80 90%;铁铝粉为200目 400目，其中铁占铁铝粉总质量的50% 60% ；氯化铵重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的2 3%。一种采用前述渗剂的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将渗剂混合放入料盒内， 料盒置于马弗罐底部，对罐体抽真空，真空度要求10 50 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至900士 10°C后，保温2 4小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为1000 1500r/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下出炉空冷至室温；步骤4 将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 6. 65-10. 64Pa，并将真空炉加热至900士 10°C后，保温至少1小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。有益效果本发明的优点是渗剂配料简便，原材料价格便宜；通过气相渗铝硅使得复杂内腔叶片型面得到均勻的铝硅渗层，而且可精确控制渗层深度及组织成分，且不粘接。从金相分析结果可以看出，采用本发明提出的方法，铝硅渗层组织均勻连续，本发明能够增强叶片的抗氧化及防腐性能，提高叶片的使用寿命。
图1 铝硅渗层的金相组织；图2 铝元素随渗层深度的变化关系；图3 硅元素随渗层深度的变化关系；
具体实施例方式下面结合具体实施例描述本发明实施例1 本实施例中的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；其中金属硅粉按照GB14849-2007选取，本实施例中采用的金属硅粉为200 目，质量为800g;铁铝粉为200目，质量为200g，铁占铁铝粉总质量的50% ；氯化铵质量为 20g。下面进行工艺操作步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将上述混合好的渗剂放入料盒内，料盒置于马弗罐底部，采用机械泵对罐体抽真空，真空度要求10 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至900°C后，保温2小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为lOOOr/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下后出炉空冷至室温；此时待加工叶片上已经形成铝硅渗层，但此时铝硅渗层较脆，易剥落，还需下面进一步扩散处理；步骤4 将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 6. 65Pa,并将真空炉加热至900°C后，保温1小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。通过金相分析和光谱分析，本实施例中铝硅渗层厚度20-25 μ m，渗层组织均勻、连续；硅元素含量3 %，铝元素含量沈%。实施例2 本实施例中的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；其中金属硅粉按照GB14849-2007选取，本实施例中采用的金属硅粉为300 目，质量为850g;铁铝粉为400目，质量为150g，铁占铁铝粉总质量的60% ；氯化铵质量为 25go下面进行工艺操作步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将上述混合好的渗剂放入料盒内，料盒置于马弗罐底部，采用机械泵对罐体抽真空，真空度要求20 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至910°C后，保温3小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为1500r/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下后出炉空冷至室温；此时待加工叶片上已经形成铝硅渗层，但此时铝硅渗层较脆，易剥落，还需下面进一步扩散处理；
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步骤4 将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 8Pa，并将真空炉加热至905°C后，保温1. 2小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。通过金相分析和光谱分析，本实施例中铝硅渗层厚度18-23 μ m，渗层组织均勻、连续；硅元素含量4 %，铝元素含量25 %。实施例3 本实施例中的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；其中金属硅粉按照GB14849-2007选取，本实施例中采用的金属硅粉为400 目，质量为900g;铁铝粉为300目，质量为100g，铁占铁铝粉总质量的55% ；氯化铵质量为 30g。下面进行工艺操作步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将上述混合好的渗剂放入料盒内，料盒置于马弗罐底部，采用机械泵对罐体抽真空，真空度要求50 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至890°C后，保温4小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为1200r/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下后出炉空冷至室温；此时待加工叶片上已经形成铝硅渗层，但此时铝硅渗层较脆，易剥落，还需下面进一步扩散处理；步骤4 将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 10. 64Pa,并将真空炉加热至890°C后，保温2小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。通过金相分析和光谱分析，本实施例中铝硅渗层厚度沈-30 μ m,渗层组织均勻、连续；硅元素含量5 %，铝元素含量23 %。实施例4 本实施例中的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；其中金属硅粉按照GB14849-2007选取，本实施例中采用的金属硅粉为300 目，质量为850g;铁铝粉为300目，质量为150g，铁占铁铝粉总质量的60% ；氯化铵质量为 25go下面进行工艺操作步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将上述混合好的渗剂放入料盒内，料盒置于马弗罐底部，采用机械泵对罐体抽真空，真空度要求40 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至905°C后，保温2. 5小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为1300r/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下后出炉空冷至室温；此时待加工叶片上已经形成铝硅渗层，但此时铝硅渗层较脆，易剥落，还需下面进一步扩散处理；步骤4 将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 9Pa，并将真空炉加热至910°C后，保温1小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。通过金相分析和光谱分析，本实施例中铝硅渗层厚度22-27 μ m，渗层组织均勻、连续；硅元素含量4 %，铝元素含量M %。
权利要求
1.一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂，其特征在于所述渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末混合组成；金属硅粉为200目 400目，金属硅粉重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的80 90% ；铁铝粉为200目 400目，其中铁占铁铝粉总质量的50% 60% ； 氯化铵重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的2 3%。
2.一种采用权利要求1所述渗剂的用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 将经过吹砂处理后的待加工叶片置于马弗罐内，将渗剂混合放入料盒内，料盒置于马弗罐底部，对罐体抽真空，真空度要求10 50 ；步骤2 将马弗罐在加热炉内加热至900士 10°C后，保温2 4小时，保温过程中打开马弗罐罐体内的搅拌风机，搅拌风机转速为1000 1500r/min ；步骤3 保温结束后，将马弗罐随炉冷却至680°C以下后出炉空冷至室温； 步骤4:将经过步骤3处理后的待加工叶片置于真空炉内，真空炉内真空度保持在 6. 65-10. 64Pa，并将真空炉加热至900士 10°C后，保温至少1小时，而后打开氩气风扇冷却至80°C以下出炉。
全文摘要
本发明提出了一种用于复杂内腔叶片的气相渗铝硅渗剂及方法，所述渗剂由金属硅粉、铁铝粉和氯化铵粉末组成；金属硅粉为200目～400目，金属硅粉重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的80～90％；铁铝粉为200目～400目，其中铁占铁铝粉总质量的50％～60％；氯化铵重量占金属硅粉与铁铝粉重量和的2～3％。将叶片和渗剂置于马弗罐内，马弗罐真空度要求10Pa～50Pa，将马弗罐加热至900±10℃后保温2～4小时，并用搅拌风机吹风，马弗罐随炉冷却至680℃以下出炉空冷至室温，再将叶片置于6.65-10.64Pa真空炉内，加热至900±10℃后，保温至少1小时，打开氩气风扇冷却至80℃以下出炉。通过气相渗铝硅使得复杂内腔叶片型面得到均匀的铝硅渗层，而且可精确控制渗层深度及组织成分。
文档编号C23C10/52GK102367565SQ20111034722
公开日2012年3月7日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者刘红斌, 古宏博, 宋本县, 李根宪, 杜艳, 王文军, 黄辉 申请人:西安航空动力股份有限公司