[发明专利]一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法

权利要求书

1.一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，包括将待制备涂层的单晶高温合金块表面氧化层去除，清洗去油去杂质；其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

（1）将MCrAlYX粉末与镍基高温钎料粉末分别与水性有机粘结剂混合制成“粉末面团”，并分别压制成薄片状；按两层均匀涂覆于单晶高温合金块表面，上层为镍基高温钎料薄片，下层为MCrAlYX薄片，形成涂层；其中M=Ni+Co，X=Ta、Hf或Si；

（2）将表面金属化的陶瓷颗粒按排布需求嵌入涂层，颗粒外露出一定高度，颗粒外露高度为颗粒粒径的20%~80%，组装成叶尖耐磨涂层原始形态；随后对涂层样品进行干燥和脱脂烧结；

（3）采用厚度0.1~2mm的金属薄板作为热传导层，放置于涂层上方，并用陶瓷粉末填充涂层与金属薄板之间留有的间隙；

（4）采用真空电子束设备，将组装好的涂层样品放进真空工作室；调整电子束为散焦状态，并设定工艺参数和扫描路径，抽取真空，待真空度小于5×10^-2Pa后发射电子束；使高温钎料熔化并逐渐渗流进入MCrAlYX涂层，随后凝固形成叶尖耐磨涂层。

2.根据权利要求1所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述MCrAlYX粉末粒径为50~180μm，其在涂层中的含量为20~50 wt.%；所述镍基高温钎料粉末粒径10~45μm，其在涂层中含量为50~80wt.%；所述的水性有机粘结剂是包含一种或多种的乙烯基聚合物，挥发温度为100~200℃；涂层混合粉末与水性有机粘结剂的重量比为10:1~8:1；压制成薄片状的涂层，每层厚度控制在0.1~0.3mm之间。

3.根据权利要求1所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述陶瓷颗粒选用碳化物、硼化物、氧化物、氮化物或金刚石陶瓷材料；颗粒外形为尖锐的不规则形，颗粒粒径为50~300μm。

4.根据权利要求1所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述涂层样品的干燥和脱脂烧结的技术参数为：升温速度10~20℃/min加热至60~100℃，保温1~2小时；再以5~10℃/min的升温速度加热至160~200℃，保温1~2小时。

5.根据权利要求1所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述金属薄板的材质为具有高熔点和高热导率的材料，但不限于不锈钢、铜及铜合金；选用的陶瓷粉末为具有高热导率的氮化物、氧化物陶瓷材料，粒径小于10μm；其中，陶瓷粉末需要均匀密实的填满涂层与基板之间的空隙，以确保热量能够传递至钎焊涂层样品，使高温钎料熔化并逐渐渗流进入MCrAlYX涂层，随后凝固形成叶尖耐磨涂层。

6.根据权利要求1所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述电子束参数为：加速电压40~80kV，束流6~20mA，加热时间100~500s，扫描速度30~100mm/s，聚焦电流200~400mA，束斑直径10~50mm。

7.根据权利要求3所述的一种真空电子束钎焊单晶高温合金叶尖耐磨涂层的方法，其特征在于，所述陶瓷颗粒表面金属化处理包括化学镀、电镀或PVD；表面金属化的陶瓷颗粒根据排布需求均匀地或者按一定图案嵌入到涂层表面。