[发明专利]一种适用于单晶高温合金的阻扩散涂层的制备方法

权利要求书

1.一种适用于单晶高温合金的阻扩散涂层，其特征在于：所述的阻扩散涂层由渗碳层和MCrAlX粘结层构成；通过电子束物理气相沉积方法在单晶高温合金基体表面沉积一层渗碳层，扩散处理后再沉积MCrAlX粘结层，其中M为Ni、Co中的一种或其组合，X为Y，Dy，Hf。

2.根据权利要求1所述的阻扩散涂层，其特征在于：所述的渗碳层厚度为20～40μm；元素扩散区域在渗碳层厚度范围内。

3.根据权利要求1所述的阻扩散涂层，其特征在于：所述的渗碳层中含有细小弥散分布的纳米或亚微米级碳化物。

4.一种适用于单晶高温合金的阻扩散涂层的制备方法，其特征在于：

第一步：基体准备与前处理；

第二步：将选取的渗碳材料放入电子束物理气相沉积设备的坩埚内，并将单晶高温合金基体安装于基板上；

第三步：抽真空室的真空度至1×10^-2Pa以下；设定旋转基板架的旋转速度10～20rpm；

采用电子枪加热基板至600～900℃，电子束电压18～19KV；

第四步：沉积渗碳层：预蒸发渗碳材料料棒，电子枪加热渗碳材料料棒温度至600～900℃，并调节电子束流为1.2～1.6A，渗碳材料料棒上升速率为0.8～1.0mm/min，沉积速率为1.5～2.0μm/min；开始蒸发沉积渗碳层，沉积1分钟后取出；1000～1100℃下真空热处理2小时；

第五步：沉积粘结层：预蒸发粘结层材料MCrAlX料棒，电子枪加热料棒温度至1300～1700℃，并调节电子束流1.4～1.8A，料棒上升速率1.2～1.6mm/min，沉积速率2.5～3.0μm/min；开始蒸发沉积粘结层，沉积30～40分钟完成后取出，即得含有渗碳层的阻扩散涂层。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：第一步所述的基体准备与前处理具体为：

A：选用Ni基单晶高温合金作为基体材料；

B：顺次采用150号、300号、400号和800号砂纸打磨基体材料至表面粗糙度Ra＜0.8；

C：将打磨后的基体材料放入99.5％丙酮中进行超声波清洗20min后，使用99.7％无水乙醇清洗，自然晾干后获得粗糙度Ra＜0.8基体；

D：将粗糙度Ra＜0.8的基体利用喷砂机进行喷砂处理，使表面粗糙度Ra达到15。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：第二步和第四步中所述的渗碳材料为C₁₀H₈或C₁₄H₁₄。