[发明专利]一种重型燃机涡轮叶片热障涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层的制备方法，具体涉及一种重型燃机涡轮叶 片热障涂层的制备方法。

背景技术

航空发动机高温部件工作区域，均有ZrO₂·Y₂O₃/MCrAlY系热 障涂层，以提高零部件使用温度。目前国内热障涂层大多采用超音速 喷涂粘结层，等离子喷涂面层的工艺方法制备，整体涂层耐冷热交变 能力弱。已有的电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术已部分用于航空 发动机涡轮叶片热障涂层制备，但尚未在体积相对较大的重燃涡轮叶 片上进行热障涂层制备，而且制备的YSZ面层的柱状结构中经常夹杂 团簇状结构，严重影响涂层抗热冲击能力。

发明内容

本发明提供一种重型燃机涡轮叶片热障涂层的制备方法，解决重 型燃机涡轮叶片表面热障涂层中的陶瓷面层柱状结构不完整的问题， 制备涂层匹配良好，能有效提高叶片应用环境温度条件及寿命。

本发明是一种重型燃机涡轮叶片热障涂层的制备方法，包括如下 步骤：

一、利用EB-PVD技术在重型燃机涡轮叶片上制备CoCrAlY粘结层， 对所述CoCrAlY粘结层进行真空扩散处理；

二、对CoCrAlY粘结层的表面，使用通用喷丸设备，应用玻璃丸进行 喷丸处理；

三、对带有CoCrAlY粘结层的重型燃机涡轮叶片进行消除应力热处 理；

四、利用EB-PVD技术在带有CoCrAlY粘结层的重型燃机涡轮叶片上 制备YSZ面层。

所述的重型燃机涡轮叶片热障涂层的制备方法，其中所述消除应 力热处理，温度1050℃，时间2h。

本发明的有益效果为：本发明应用机械喷丸处理方法，消除粘结 层表面杂乱结构对物理气相沉积YSZ面层柱状生长的影响，提高涂层 抗热冲击能力；既达到与YSZ面层粘结良好的目的，又可实现后续 YSZ面层沉积稳定柱状生长，消除YSZ面层的柱状结构中夹杂的团簇 状结构。本发明制备的热障涂层呈柱状结构，热障效果和抗冷热交变 能力均有大幅提高，重燃涡轮叶片涂层隔热可达60℃，叶片一次寿 命从1200h延长至3000h。

附图说明

图1为本发明的方法制备出的柱状结构YSZ面层电子扫描图；

图2为现有技术的含有团簇状结构YSZ面层电子扫描图。

具体实施方式

一种重型燃机涡轮叶片热障涂层的制备方法，包括如下步骤：

一、利用EB-PVD技术在重型燃机涡轮叶片上制备CoCrAlY粘结层， 对所述CoCrAlY粘结层进行真空扩散处理；

二、对CoCrAlY粘结层的表面，使用通用喷丸设备，应用玻璃丸进行 喷丸处理；

三、对带有CoCrAlY粘结层的重型燃机涡轮叶片进行消除应力热处 理，温度1050℃，时间2h；

四、利用EB-PVD技术在带有CoCrAlY粘结层的重型燃机涡轮叶片上 制备YSZ面层。

如图1所示，上述方法制备出的柱状结构YSZ面层非常完整；而 图2所示的现有技术的YSZ面层含有团簇状结构。