[发明专利]渗铝防护涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种渗铝防护涂料及其制备方法和应用，该渗铝防护涂料主要由金属镍、氧化锆和粘结剂配制而成，金属镍、氧化锆与粘结剂的体积比为0.7～1.3∶0.7～1.3∶2。该渗铝防护涂料，原料常见易得，价格低廉，成本低；900℃以下固体粉末渗铝只需要涂覆2～3层即可；能够满足渗铝温度在600℃～1020℃的区间内固体粉末渗铝时的防护要求；该渗铝防护涂料在渗铝完成后清理容易，将防护涂料敲碎即可与防护基体分离，无残留；防护涂料的原料为中性，不腐蚀防护基体，不会与高温合金基体发生反应；防护涂层渗铝后不会自动剥落，能将防护涂料与渗剂物理分离，不污染渗剂。

技术领域

本发明涉及化学热处理领域，特别地，涉及一种渗铝防护涂料。此外，本发明还涉及一种上述渗铝防护涂料的制备方法和应用。

背景技术

随着现代航空工业的发展，对燃气涡轮工作的温度要求也越来越高。为满足燃气涡轮高温、高转速、强腐蚀环境下的使用需求，燃气涡轮叶片广泛采取渗铝处理。经过渗铝处理的零件表面，在高温空气循环氧化后，形成均匀致密的Al₂O₃氧化膜，能够有效阻止氧向基体扩散。

固体粉末渗铝是一种将零件包埋在粉末状渗铝剂中加热扩散，在零件表面形成渗铝层的方法，固体粉末渗铝能在复杂外形零件上形成高质量且均匀的渗铝层，且固体粉末渗铝工艺简单，成本低，被各大航空制造企业广泛采用。

然而燃气涡轮叶片的榫头是承受高应力部位，榫齿渗铝后会带来缺口敏感，容易产生裂纹，因此榫头部位不能渗铝，渗铝处理叶片时需要保护榫头部位。如果采用余量保护的方法，在叶片毛坯状态渗铝然后进行榫头加工，叶身渗层很容易碰伤，合格率低，因此国际上普遍采用先加工榫头后渗铝的方法。

合格的榫头防护方法必须要满足几个条件：1、渗铝防护有效果；2、容易清理，不能在榫头表面残留防护材料；3、不能污染榫头的基体材料；4、不能污染渗铝剂。

目前，固体粉末渗铝时，燃气涡轮叶片的榫头保护的方法主要有：1、采用陶瓷性粉末配制成料浆，涂覆在榫头部位进行防护。该方法方便可行，但是要达到有效的防渗效果必须涂覆十多层。2、使用高温合金保护套或陶瓷保护套进行防护。采用保护套夹持榫头，操作简单，但是因为保护套需要反复加热，会产生变形、零件尺寸公差、热应力等问题，密封性很难保证；且保护套体积较大，影响渗铝时的装炉量和实际装炉操作。

发明内容

本发明提供了一种渗铝防护涂料及其制备方法和应用，以解决固体粉末渗铝时非渗铝部位需要防护的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种渗铝防护涂料，主要由金属镍、氧化锆和粘结剂配制而成，金属镍、氧化锆与粘结剂的体积比为0.7～1.3∶0.7～1.3∶2。

进一步地，金属镍、氧化锆与粘结剂的体积比为1∶1∶2。

进一步地，粘结剂为乙烯基漆；和/或，金属镍、氧化锆均为粉末状。

进一步地，渗铝防护涂料用于渗铝温度为600℃～1020℃区间内固体粉末渗铝时的防护。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述渗铝防护涂料的制备方法，包括以下步骤：将金属镍与氧化锆制作为粉末状，将粘结剂与氧化锆粉末按比例混合均匀，然后加入金属镍粉末并搅拌，即可得到所述渗铝防护涂料。

进一步地，粘结剂与氧化锆粉末混合后搅拌或静置，所述静置的时间为5～10h。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述渗铝防护涂料在涡轮叶片榫头的渗铝防护中的应用。

进一步地，应用为将渗铝防护涂料涂覆在涡轮叶片榫头上。