[发明专利]涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种涂层及其制备方法与应用，涂层包括位于基体表面的NiCrAlYSi层、位于NiCrAlYSi层表面的α‑Al₂O₃氧化层和位于α‑Al₂O₃层表面的Pt层，通过多弧离子镀在基体表面生成NiCrAlYSi层，通过真空预氧化在NiCrAlYSi层表面形成α‑Al₂O₃氧化层，最后在α‑Al₂O₃层表面电镀Pt层。按照本发明制备方法形成的涂层可应用在涡轮叶片表面，满足了涡轮叶片在常温、高温下的红外发射率、涂层厚度、涂层结合强度、抗热震性能、抗氧化性能和耐热性要求。

技术领域

本发明属于涂层和表面处理技术领域，具体涉及一种涂层及其制备方法与应用。

背景技术

针对在高温合金基体表面制备Pt(铂)涂层的情况，传统思路是通过反应磁控溅射或等离子喷涂等工艺进行制备，这些制备方法不仅费时费力，生产成本也极高，并且在循环热震环境下结合力较差，容易发生掉块、起皮和剥落现象，不能满足涂层的功能需求。

发明内容

本发明旨在提供一种涂层及其制备方法，应用于涡轮叶片，降低涡轮叶片在常温、高温下的红外发射率，同时克服现有制备方法存在的高成本、耗时长、涂层综合性能(特别是热震性能)的问题，满足涡轮叶片在涂层厚度、涂层结合强度、抗热震性能、抗氧化性能和耐热性方面的要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

涂层，包括，

位于基体表面的NiCrAlYSi层；

位于NiCrAlYSi层表面的α-Al₂O₃层；

位于α-Al₂O₃层表面的Pt层。

进一步，所述涂层的厚度范围为1～10μm，其中NiCrAlYSi层的厚度为5～7μm，α-Al₂O₃层的厚度为0.5～2μm，Pt层的厚度为1～3μm。

涂层的制备方法，包括以下步骤:

步骤一，采用多弧离子镀在基体表面形成NiCrAlYSi层；

步骤二，对形成的NiCrAlYSi层进行氧化生成α-Al₂O₃层；

步骤三，在α-Al₂O₃层表面电镀Pt层。

优选的，所述步骤一之前还包括对基体表面进行湿喷砂处理，去除表面污物。

优选的，所述步骤一和步骤二之间还包括NiCrAlYSi层的表面整平处理，降低NiCrAlYSi层的表面粗糙度。

优选的，所述步骤二中通过真空预氧化生成α-Al₂O₃层，真空预氧化温度为870℃，时间为24h。

优选的，所述步骤三之后还包括晶化处理。

优选的，所述步骤三中，电镀温度90～95℃，pH值10～11，电流密度0.5～1ASD，时间10～15min。

上述涂层应用于涡轮叶片表面涂层。

进一步，所述涡轮叶片为高温合金，包括K465和GH4648。