[发明专利]AgCu涂层材料及涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层材料。特别是涉及一种制备流程简单，涂层工艺过程易控制，喷涂质量稳定，综合制备成本较低的AgCu涂层材料及涂层制备技术。

背景技术

航空航天工业的迅速发展对发动机提出了越来越高的要求，大推力、高效率、低油耗已成为发动机设计和制造的总体目标，为此，应尽量提高涡轮机进口气体温度，减小转子与静子部件之间的间隙。受材料使用温度的限制，提高涡轮机进口气体温度是有限的，因而减小压气机、涡轮机叶尖与机匣之间间隙的气路封严技术就成为提高发动机性能的重要手段(Demasi J T.Surf&Coat Tech，1994，68：1～9.)。据资料报道，在一台高压涡轮机内，间隙每减小0.13～0.25mm，油耗可减少015％～110％，发动机效率即可提高2％左右(张先龙等.新工艺新技术新设备，1998，5：28)。然而，在发动机的制造和运行过程中，实际上无法使间隙控制为零，这是因为：(1)发动机组件的热膨胀及轴的热变形；(2)转子高速旋转，离心力引起的叶片伸长；(3)零件加工的公差及发动机装配的偏差；(4)发动机加速、减速和飞机着陆等引起的振动及零部件因振动引起的位移。因此，航空发动机设计和制造时在叶尖与机匣之间要预留2～3mm的间隙。过大的间隙必将使气体大量泄漏，导致发动机效率降低，而封严材料将有助于将间隙减小到最低限度。

目前，航空发动机上采用的气路封严方式主要有蜂窝封严、镶块封严、多孔条封严、金属毡封严、浆状铸型封严和热喷涂涂层封严。前4种封严方法曾得到较广泛的应用，但这些封严材料要通过钎焊与机匣相连，工艺较为繁杂，返修时去除也相当困难；浆状铸型法也由于要进行后续热处理而很少采用；而热喷涂封严涂层则由于具有以下优点，已得到越来越广泛的应用：(1)容易按照所要求的厚度直接喷涂在发动机零件上而不需要钎焊；(2)容易返修，旧涂层可去除，新涂层可直接重新喷涂在同一位置；(3)根据发动机不同部位、不同使用温度的要求，可供选择的材料较多；(4)容易调整性能，以获得可磨耗性和抗冲蚀性的最佳配合；(5)涂层可为机匣提供热障和减少其受高温燃气的影响(易茂中等.航天工艺技术，1998，3：3)。

尽管国内外封严材料种类众多，但不同的封严材料适合不同的工作范围，航空航天某些部件的特殊性，需要该粉末涂层适合的工作温度在300～600℃，涂层与基体有良好的力学性能，且涂层具有优良的抗冲蚀磨损性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种制备流程简单，涂层工艺过程易控制，喷涂质量稳定，综合制备成本较低的AgCu涂层材料及涂层制备技术。

本发明所采用的技术方案是：一种AgCu涂层材料及涂层制备技术，其中，AgCu涂层材料，为银铜合金粉末，其成份包括有含：银：60～80％，铜：15～40％。

所述的AgCu合金粉末粒度为：-100+500目，主体在-120+400目范围内。所述的AgCu合金粉末的制备方法包括有如下步骤：

1)取金属材料：银：60～80％，铜：15～40％，或选择银：60～80％，铜：15～40％的银铜合金；

2)将所选原料放入气体雾化设备中，通过气体雾化技术获得银铜合金粉末；

3)对气体雾化获得的银铜合金粉末，采用还原退火技术降低合金粉末中氧的含量；

4)进行筛分或分级，从而制备出粉末粒度为：-100+500目，主体在-120+400目范围内的涂层材料银铜合金粉末。

所述的气体雾化技术是：利用中频感应对气体雾化设备加热，升温至880～1050℃，保温6～25分钟，采用常规的银铜合金精炼除气该合金粉末。

所述的气体雾化中的工艺参数为：雾化气体为氮气或氩气，雾化压力为1～2.2Mpa，导流管直径为4～10mm。

所述的还原退火是：将雾化后的银铜合金粉末放入卧式还原退火炉中，利用CO或氢气对雾化后的银铜合金粉末进行还原退火，降低银铜粉末中氧的含量。

在还原退火中所选退火温度350～600℃，气体流量≤30L/min，退火时间10～100min。

本发明的采用AgCu涂层材料制备AgCu涂层的技术，是采用大气等离子或火焰热喷涂工艺，其制备银铜涂层的工艺参数为：弧电流≤650A；弧电压≤90V；氩气压力0.4～1.0MPa；氩气流量20～60L/min；送粉速度10～100g/min；喷涂距离150mm～250mm。