[发明专利]一种去除热障涂层中陶瓷层的加压碱煮方法

说明书

本发明公开了一种去除热障涂层中陶瓷层的加压碱煮方法；该方法利用碱液去除热障涂层中的陶瓷层；去除陶瓷层时，陶瓷层、金属层界面的α‑Al₂O₃层与碱溶液发生高温高压化学反应，陶瓷层产生剥离，对金属底层无损伤，金属底层无需补涂涂层，工序简单，便于陶瓷层的再涂覆；该方法方便、快捷，设备结构简单，易于操作；与传统机械吹砂方法相比，本发明的工艺参数控制准确，产品质量一致性高；通过实践发现，通过本方法处理过的零件，陶瓷层得到干净、有效的剥离，而金属层没有受到损伤，金属底层在陶瓷层去除前后，其厚度没有发生改变。

【技术领域】

本发明属于发动机涡轮叶片热障涂层的陶瓷层修理领域，具体涉及一种去除热障涂层中陶瓷层的加压碱煮方法。

【背景技术】

目前，由于电子束物理气相沉积(简称EB-PVD)技术具有涂层化学成分易于精确控制、可得到柱状晶组织、涂层与基体结合强度高等优点，已经广泛应用于多种涡轮叶片高温防护涂层的制备加工，显著提高了涡轮叶片的抗高温氧化和抗腐蚀性能、隔热性能，延长了发动机工作寿命。

但是，带有热障涂层的叶片在加工过程中或长时间使用后，因种种原因导致陶瓷层局部剥落现象。这就需要将叶片表面原有的陶瓷层去除，同时保证金属底层不会减薄，这样才能进行后续的陶瓷层再涂覆，形成完整的热障涂层。然而，由于EB-PVD技术制备的陶瓷层结合力强、硬度高，采用传统的机械吹砂方法去除陶瓷层时，往往会出现去除陶瓷层的同时，金属底层减薄严重的问题。因此，有必要研究一种陶瓷层去除技术，保证陶瓷层去除后，既对金属底层无任何损伤，又对基体材料本身无任何性能衰减作用；同时，再次沉积陶瓷层后，热障涂层质量满足性能要求。

加压碱煮工艺是一种将碱性溶液放置到高压反应釜中，在一定的脉冲压力和温度条件下处理一定时间，碱性溶液与陶瓷类物质进行接触反应。目前，尚未应用于去除EB-PVD技术制备的热障涂层。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种去除热障涂层中陶瓷层的加压碱煮方法；该方法通过加压碱煮工艺，将热障涂层的陶瓷层去除干净，同时保证金属层的完整，并且对基体材料本身又无任何性能衰减作用；再次沉积陶瓷层，完成热障涂层的修复工艺。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种去除热障涂层中陶瓷层的加压碱煮方法，包括以下步骤：

步骤1，将表面有陶瓷层的零件放置于高温高压反应釜中，反应釜中承载有碱液；

步骤2，加热反应釜中的碱液，同时开启磁力搅拌；

步骤3，反应釜中的碱液温度为(100～350)±5℃时，停止磁力搅拌，同时对高温高压反应釜进行脉冲加压；

步骤4，脉冲加压停止后，进行磁力搅拌；

步骤5，交替进行脉冲加压和磁力搅拌，共20-60min；

步骤6，从反应釜中取出零件，热水冲洗零件，烘干零件后得到去除热障涂层中陶瓷层的零件。

本发明的进一步改进在于：

优选的，碱液为碱性物质和去离子水的混合液；其中碱性物质与去离子水的质量比例为1:(1～8)。

优选的，碱性物质为NaOH和KOH的混合物，其中NaOH和KOH的质量比为1:(1～5)。

优选的，磁力搅拌的转速为500～2000rpm。

优选的，脉冲加压的压力为10～100MPa。

优选的，步骤3中，脉冲加压时间为30～90s；步骤4中，磁力搅拌时间为30～90s。