[发明专利]一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法

说明书

本发明涉及一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法，对钼合金涂层脱落处进行预处理，按照如下质量百分数的粉末组分进行配置并进行球磨：Mo 40％～60％，Nb 2％～5％，Al 3％～5％，V 0.1％～0.5％，W 0.5％～1％，Ti 0.3％～0.8％，余量为Si，得到混合粉末，将混合粉末预置粘附得到预置涂层，然后进行电子束熔覆，电子束熔覆修复后的涂层组织致密，缺陷较少，利用电子束对未脱落的涂层进行重熔处理，处理后的涂层裂纹、气孔较少，相比于热喷涂后的涂层而言，电子束熔覆后的涂层更致密，与基体结合强度更好，抗氧化性能更高。

技术领域

本发明涉及涂层修复技术领域，具体涉及一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法。

背景技术

难熔金属钼及其合金在高温下有优异的比强度和稳定性，在航空航天的高温结构制造领域有广阔的应用前景。目前Mo合金已经是火箭推力室的重要服役材料之一，但Mo合金在高温下与氧气强烈反应形成挥发性的MoO₃，合金本身快速氧化挥发，导致材料迅速失效。这一弊端在工程中也限制Mo合金的广泛应用。

大量工程实践证明有效防止Mo合金高温氧化的手段就是在合金表层制备一层高温热障涂层，在保护Mo合金不被氧化的同时也能够起到防腐蚀、耐磨的作用。而硅化物涂层在高温抗氧化防护方面效果优异，其中作为典型高温热障涂层材料的MoSi₂在高温下有较高的硬度和耐磨性同时抗氧化性能也非常优异。MoSi₂中的Si和O在高温下产生致密的非晶态SiO₂有效隔绝基体与氧气反应，非晶态SiO₂在高温下有一定的流动性，能够修复氧化过程中产生的微裂纹，有效降低基体的高温氧化反应。

纯MoSi₂涂层脆性大，由于线膨胀系数的原有与基体结合较差，在使用过程中会产生裂纹，涂层脱落现象屡见不鲜，因此对涂层在高温下良好的结合强度有很高的要求。MoSi₂涂层的合金化有利于提高基体与涂层之间的结合强度达到冶金结合的效果，添加有益的合金元素能够在保持MoSi₂涂层高温硬度的同时还可以缓解涂层脆性大的效果。

工程中制备MoSi₂涂层的方法主要是热喷涂法，这种方法效率高速度快，但涂层的质量较差，涂层内组织不致密，涂层表层和次表层经常出现裂纹、孔洞等导致性能缺陷较多的问题；另外高温下这些缺陷为氧气开辟了通道，钼合金在高温下被氧化减薄，同时由于线膨胀系数的差异，涂层裂纹扩展至基体，出现涂层脱落严重的现象。

发明内容

为了解决钼合金表面原有热喷涂涂层脱落现象严重及性能缺陷较多的技术问题，而提供一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法。本发明方法使修复后涂层与基体结合强度提高，重熔后表面原有的热喷涂涂层内裂纹和气孔得到消除，修复后涂层表层组织结构得到优化，高温抗氧化能力得到提高。

一种难熔金属钼合金表面硅化物涂层的修复方法，包括如下步骤：

(1)对钼合金表面硅化物涂层脱落处进行表面预处理；

(2)按照如下质量百分数的粉末组分进行配置并进行球磨，Mo 40％～60％，Nb2％～5％，Al 3％～5％，V 0.1％～0.5％，W 0.5％～1％，Ti 0.3％～0.8％，余量为Si，得到混合粉末；将所述混合粉末以丙酮为粘结剂粘附预置在钼合金表面硅化物涂层脱落处，干燥后得到预置涂层；

(3)将具有预置涂层的钼合金置于LARA52型真空电子束设备内，进行电子束熔覆，得到电子束熔覆修复涂层。

进一步地，步骤(1)所述钼合金厚度为5mm～10mm；所述表面预处理包括抛光，以乙醇清洗钼合金硅化物涂层脱落处并烘干。钼合金板材厚度太薄，会导致电子束热积累严重，最后合金板被熔化；但也不能太厚，钼合金的工作场合对于重量有要求，合金板太厚则重量不达标。