[发明专利]一种镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂及渗铝方法

说明书

本发明公开了一种镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂及渗铝方法，所述渗铝剂由金属源A、活化剂B和催化剂C均匀混合而成；其中，以质量百分比计，所述金属源A包括60～70％的纯铝、30～40％的铝‑硅合金、1～2％的纯铬；所述活化剂B包括1～2％的氯化钠、0.5～1.5％的氯化铵；所述催化剂C包括0～2％的钼粉、0～1.5％的氧化铈、0～1％的氧化镧。本发明渗铝剂中的稀土元素可以提高渗铝过程中铝原子的吸附能，催化渗铝过程的进行，所获得的涂层组织均匀致密。并采用三段式高温粉末包埋渗铝的方法制备镍基高温合金渗铝层，可以显著地提高渗铝过程中原子扩散速率，并且通过后续扩散退火能够提高涂层的均匀程度。

技术领域

本发明属于金属表面涂层技术领域，具体涉及到一种镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂及渗铝方法。

背景技术

随着航空产业的快速发展，现代航空发动机对推重比的要求越来越高，使得其热端部件材料的服役条件越来越苛刻，而镍基高温合金凭借其优异的高温力学性能被广泛应用于航空发动机的叶片等热端部件中，但仅仅使用镍基高温合金是远远不够的。在如今，先进的航空发动机燃气进口温度可高达1600℃，发动机叶片工作温度可达1000℃以上，由于材料自身性能所能达到的程度是相对有限的，并且在高温环境下叶片更容易受到氧化和腐蚀，因此必须通过表面处理技术来提高其高温环境下的抗氧化和耐腐蚀性能，同时又不影响其高温强度。

目前常用的渗铝工艺主要有固体包埋渗铝、气体渗铝、料浆涂层渗铝和真空镀膜扩散渗铝等。其中固体包埋渗铝就是将工件和粉末状渗铝剂一起装入密封的渗铝箱中，经过加热、保温和扩散退火等工序，实现表面渗铝的方法，而工件非渗铝表面可通过涂抹防护涂层来进行保护。该方法是迄今为止应用最为广泛，且操作简单、渗层深度和成分容易控制的一种渗铝工艺，但传统的固体渗铝剂和渗铝方法存在涂层不够致密、夹杂多、剥落、结瘤、耐腐蚀性不足和渗铝速度较为缓慢等问题。同时一般的渗铝剂并不适用于低铬高钼的镍基合金，渗铝涂层很难保护合金免受腐蚀影响。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的其中一个目的是提供一种镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂，。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂，所述渗铝剂由金属源A、活化剂B和催化剂C均匀混合而成；

其中，以质量百分比计，所述金属源A包括60～70％的纯铝、30～40％的铝-硅合金、1～2％的纯铬；所述活化剂B包括1～2％的氯化钠、0.5～1.5％的氯化铵；所述催化剂C包括0～2％的钼粉、0～1.5％的氧化铈、0～1％的氧化镧。

作为本发明镍基高温合金铝硅固体粉末渗铝剂的一种优选方案，其中：所述催化剂C中氧化铈和氧化镧的比例不超过4:1。

本发明的另一个目的是提供一种渗铝方法，包括，

按照上述所述的质量百分比配置渗铝剂；

采用粉末包埋高温扩散的方法，用渗铝剂包埋镍基高温合金，在600～700℃、800～900℃和500～700℃三段温度下处理；

进行扩散退火处理。

作为本发明渗铝方法的一种优选方案，其中：所述配置渗铝剂，将纯铝、铝-硅合金、纯铬混合熔化、气雾化制粉得到金属源A；将氯化钠、氯化铵混合得到活化剂B；将所述钼粉、氧化铈和氧化镧混合得到催化剂C；

将金属源A、活化剂B和催化剂C球磨混合均匀后干燥。