[发明专利]一种高寿命高温合金航空发动机叶片及制造方法

权利要求书

1.一种高寿命高温合金航空发动机叶片，包括基体、粘结层和陶瓷层，其特征在于：

所述基体的化学成分及质量百分比为Cr：7.2%～7.5%，Co：7.5%～7.8%，Al：3.7%～4.5%，Ti：3.2%～3.5%，Mo：2%～3%，W：3.5%～4.2%，Ta：4.9%～6.2%，Re：2%～3%，Hf：0.15%～0.22%，余量为Ni及不可避免的杂质；

所述粘结层为NiCoCrAlY，粒度范围35μm～55μm；

所述陶瓷层为8wt%Y₂O₃-ZrO₂，粒度范围25μm～45μm。

2.根据权利要求1所述的一种高寿命高温合金航空发动机叶片，其特征在于：所述粘结层为60.5Ni-27Cr-11.5Al-Y，纯度99.9%。

3.一种应用于权利要求1所述的高寿命高温合金航空发动机叶片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备好基体，对基体进行逐级打磨和清洗，干燥后备用；

S2、采用低温超音速火焰喷涂法制备粘结层，然后采用大气等离子喷涂法在粘结层上制备陶瓷层，得到热障涂层；

S3、对热障涂层进行激光改性处理，利用固体毫秒脉冲激光器对陶瓷层进行重熔，激光器的最大平均功率为300W，波长为1064nm，脉宽范围0.5ms～5ms，重复频率100～800Hz。

4.根据权利要求3所述的一种高寿命高温合金航空发动机叶片的制造方法，其特征在于，所述基体的制备过程如下：

T1、按上述配比将基体材料中全部的Mo、W、Ta、Re、Hf以及25%的Ni加入真空感应熔炼炉中，升温至1620℃～1680℃进行高温精炼；

T2、降温至1450℃～1510℃，加入剩下的所有基体材料，保温15～25min；

T3、升温至1620℃～1650℃进行高温精炼；

T4、停止加热，待温度降至1400℃～1450℃进行浇铸，形成高温镍基合金铸锭；

T5、待高温镍基合金铸锭温度降至890℃～1060℃时热处理30h～45h。

5.根据权利要求3所述的一种高寿命高温合金航空发动机叶片的制造方法，其特征在于：所述步骤S2，低温超音速火焰喷涂法制备粘结层的参数为气体流量12L/h，氧气流量760L/min，送粉量38g/min，燃烧室气压15.6MPa，喷涂距离130mm。

6.根据权利要求3所述的一种高寿命高温合金航空发动机叶片的制造方法，其特征在于：所述步骤S2，大气等离子喷涂法制备陶瓷层的参数为电压68V，电流630A，送粉量38g/min，氢气流量10slpm，氩气流量40slpm，喷涂距离100mm。

7.根据权利要求3所述的一种高寿命高温合金航空发动机叶片的制造方法，其特征在于：所述步骤S3，多道次激光重熔过程中保证不同道次重熔层的起始端在陶瓷层的同一侧，从前一道次重熔层末端快速走刀移向下一道次重熔层起始端的路径中关闭激光，走刀时间1s，加工4个道次。