[发明专利]渗铝防护涂料及其制备方法和应用方法

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方法；该涂料包括第一防护涂料、第二防护涂料和任选的预防护涂料；预防护涂料包括预混合粉末和第一粘结剂；第一防护涂料包括第一混合粉末和第一粘结剂；第二防护涂料包括第二混合粉末和第二粘结剂；预混合粉末和第一粘结剂重量比为1:1‑3；第一混合粉末和第一粘结剂重量比为1:1‑3；第二混合粉末和第二粘结剂重量比为10:1‑6。本发明的防护涂料承受的渗铝温度区间大，去除方便，不残留，且对基体没有损伤，对渗铝气氛没有影响。

技术领域

本发明属于化学热处理领域，更具体地，涉及一种渗铝防护涂料及其制备方法和应用方法。

背景技术

随着现代航空工业的发展，对燃气轮机叶片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，形成均匀致密的三氧化二铝氧化膜，能够有效阻止氧向基体扩散。

渗铝是将工件放入到含有铝气氛的工装中加热扩散，在零件表面形成渗铝层的方法。气相渗铝能在复杂外形零件上形成高质量且均匀的渗铝层，是目前最先进的渗铝方法。然而燃气轮机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)渗铝防护效果必须保证防护部分没有涂层；(2)防护涂料容易清理，榫头表面没有残留防护涂料；(3)不能污染榫头的基体材料；(4)不能污染渗铝剂；(5)工艺简单且成本低。目前，气相渗铝时，燃气轮机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

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，本发明提供一种防止在工件表面渗铝的涂料及其使用方法，能够提高燃气轮机叶片气相渗铝时榫头的防护效果。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种渗铝防护涂料，该涂料包括：第一防护涂料、第二防护涂料和任选的预防护涂料；

所述预防护涂料包括预混合粉末和第一粘结剂；其中，以所述预混合粉末的总重量计，所述预混合粉末包括：细粒径三氧化铝20-50wt％，粗粒径三氧化铝50-80wt％；

所述第一防护涂料包括：第一混合粉末和第一粘结剂；其中，以所述第一混合粉末的总重量计，所述第一混合粉末包括：细粒径三氧化铝20-40wt％，金属镍2-8wt％，粗粒径三氧化铝52-78wt％；

所述第二防护涂料包括：第二混合粉末和第二粘结剂；其中，以所述第二混合粉末的总重量计，所述第二混合粉末包括：粗粒径三氧化铝50-70wt％，金属镍4-10wt％，三氧化二铬20-46wt％；

其中，以所述第一粘结剂的总重量计，所述第一粘结剂包括：聚乙烯醇20-40wt％，白乳胶10-20wt％，硬脂酸钠10-20wt％，其余为滑石粉；所述第二粘结剂为浓度为30-50wt％二氧化硅溶胶；

所述预混合粉末和第一粘结剂的重量比为1:1-3；所述第一混合粉末和第一粘结剂的重量比为1:1-3；所述第二混合粉末和第二粘结剂的重量比为10:1-6；

所述细粒径为2000-4000目；所述粗粒径为200-1000目。

本发明的第二方面提供一种上述渗铝防护涂料的制备方法，该制备方法包括：