[发明专利]一种涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层，其特征在于，包括高温合金涡轮外环和设置于所述涡轮外环内壁的涂层，所述涂层的材料为CoNiCrAlY；

所述涂层的制备方法包括：对所述涡轮外环内壁进行前处理，所述前处理包括一次喷砂处理、转移弧电清理和预热处理；在经过前处理的所述涡轮外环内壁喷涂至少两次，在相邻的两次所述喷涂之间，对涂层进行去应力热处理和二次喷砂处理，所述喷涂完成后，对所述涂层进行真空扩散热处理；经过前处理的所述涡轮外环内壁喷涂的涂层厚度每增加0.4～0.5mm，对所述涂层进行一次所述去应力热处理和所述二次喷砂处理；

在所述涡轮外环内壁喷涂所述涂层的方法包括：在真空腔室压强为65～80mbar、等离子喷枪电流为650～850A、氩气流量为40～55L/min、氢气流量为4～11L/min、氦气流量为0～10L/min、送粉速率为30～50g/min、喷枪移动速度为40～70mm/s、涡轮外环转速为200～400rpm的条件下，采用雾化粉进行喷涂；

所述二次喷砂处理的条件包括：砂粒的粒度为46～60#，喷砂压力为0.1～0.2MPa，喷砂距离为100～300mm；

所述去应力热处理的方法包括：将喷涂有所述涂层的所述涡轮外环置于真空热处理炉内，在真空度高于10^-2Pa、温度为550～750℃的条件下保温2～4h，然后随炉冷却；

所述真空扩散热处理的方法包括：在真空度高于10^-2Pa、升温速率为10～20℃/min、温度950～1100℃的条件下保温4～10h，再进行冷却。

2.根据权利要求1所述的涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层，其特征在于，所述涂层的厚度为0.8～1.5mm。

3.一种如权利要求1或2所述的涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层的制备方法，其特征在于，包括：

对所述涡轮外环内壁进行前处理，所述前处理包括一次喷砂处理、转移弧电清理和预热处理；在经过前处理的所述涡轮外环内壁喷涂至少两次，在相邻的两次所述喷涂之间，对涂层进行去应力热处理和二次喷砂处理，所述喷涂完成后，对所述涂层进行真空扩散热处理；

在所述涡轮外环内壁喷涂所述涂层的方法包括：在真空腔室压强为65～80mbar、等离子喷枪电流为650～850A、氩气流量为40～55L/min、氢气流量为4～11L/min、氦气流量为0～10L/min、送粉速率为30～50g/min、喷枪移动速度为40～70mm/s、涡轮外环转速为200～400rpm的条件下，采用雾化粉进行喷涂；

所述二次喷砂处理的条件包括：砂粒的粒度为46～60#，喷砂压力为0.1～0.2MPa，喷砂距离为100～300mm；

所述去应力热处理的方法包括：将喷涂有所述涂层的所述涡轮外环置于真空热处理炉内，在真空度高于10^-2Pa、温度为550～750℃的条件下保温2～4h，然后随炉冷却；

所述真空扩散热处理的方法包括：在真空度高于10^-2Pa、升温速率为10～20℃/min、温度950～1100℃的条件下保温4～10h，再进行冷却。

4.根据权利要求3所述的涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层的制备方法，其特征在于，所述前处理包括一次喷砂处理、转移弧电清理和预热处理；

所述转移弧电清理的方法包括：将经过所述喷砂处理的所述涡轮外环放入夹具内并置于低压等离子喷涂真空腔室中，抽真空至0.5mbar，回填氩气至35～50mbar，在等离子喷枪的电流为550～700A、转移弧电流为20～40A、氩气流量为55～70L/min、氢气流量为0～3L/min、喷距为250～350mm、等离子喷枪移动速度为400～600mm/s、涡轮外环转速为40～80rpm的条件下，对所述涡轮外环的内壁待喷涂面进行清理。

5.根据权利要求4所述的涡轮外环内壁大厚度高温防护涂层的制备方法，其特征在于，所述预热处理的方法包括：在未送粉、真空腔室压强为65～80mbar、等离子喷枪电流为550～700A、氩气流量为55～70L/min、氢气流量为0～5L/min、喷距为250～350mm、所述等离子喷枪移动速度为400～600mm/s、涡轮外环转速为40～80rpm的条件下，利用等离子焰流对所述涡轮外环进行所述预热处理。