[发明专利]一种K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂及涂层制备方法

说明书

一种K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂，该渗剂的组分包括铝铁合金粉末和氯化铵粉末，各组分的质量分数占比为：氯化铵粉末：1.0wt.％～3.0wt.％；所述铝铁合金粉末的成分如下：42wt.％～50wt.％的Fe；≤3.0wt.％的Si；≤1.0wt.％的Mn；≤4.0wt.％的Cu；余量为Al。一种K424高温合金表面渗铝防护涂层的制备方法，使用上述渗剂，包括以下步骤：步骤D1：对K424材料处理；步骤D2：装包；步骤D3：渗铝；步骤D4：扩散退火。通过本发明在镍基铸造高温合金K424材料表面渗铝并得到渗层均匀、连续的防护涂层。

技术领域

本发明涉及航空航天热端零部件表面涂层，具体涉及K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂及涂层制备方法。

背景技术

镍基铸造高温合金K424材料具有低密度、高比强度以及良好的塑性和工艺性能，可在高温(850℃～1000℃)下长时间工作，广泛应用于航空、航天热端零部件。但受制于高温氧化、腐蚀的作用，K424材料表面需通过制备铝防护涂层来施以保护。通过铝防护涂层的保护，不但可以改善热端部件的力学性能，更可以极大增强其在高温下的抗氧化性能与耐腐蚀性能。

粉末包埋法渗铝是一种成熟稳定的铝膜热生长型高温涂层技术，其设备简单，成本低廉。而粉末包埋法渗铝技术中，影响渗铝涂层质量的因素众多，如渗铝温度、时间、粉末活性等，若这些因素控制不好，则难以得到渗层均匀、连续的防护涂层，难以在K424高温合金表面构建高质量铝防护涂层。因此，亟需确定镍基铸造高温合金K424材料的表面渗铝技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂及涂层制备方法，通过包埋法渗铝在镍基铸造高温合金K424材料表面渗铝并得到渗层均匀、连续的防护涂层，构建高质量铝防护涂层。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出一种K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂，该渗剂为铝铁合金粉末与氯化铵粉末的混合粉末，各组分的质量分数占比为：1.0wt.％～3.0wt.％氯化铵粉末；铝铁合金粉末的成分如下：

42wt.％～50wt.％的Fe；

≤3.0wt.％的Si；

≤1.0wt.％的Mn；

≤4.0wt.％的Cu；

余量为Al。

优选的，铝铁合金粉末为旧铝铁粉、或新铝铁粉、或旧铝铁粉与新铝铁粉二者的混合；所述旧铝铁粉为经多次渗铝使用后的铝铁粉；所述新铝铁粉为未经渗铝使用的铝铁粉经过活化处理得到的铝铁粉。

优选的，在制备所述渗剂时，铝铁合金粉末与氯化铵粉末混合前，氯化铵粉末需进行干燥处理，干燥方法为：在100～150℃干燥处理，干燥时间≥2h，出炉空冷或随炉冷，冷至室温后研碎成粉末，采用60～120目筛子过筛得到氯化铵粉末。

优选的，制备新铝铁粉的活化处理的方法为：将经60～120目过筛后的未经渗铝使用的铝铁粉与1.0wt.％～2.0wt.％的干燥氯化铵粉末搅拌均匀，装入渗铝包后进行活化处理，活化参数如下：≤450℃入炉，随炉升温至450±30℃后保温1～2h，再随炉升温至950±10℃后保温1～3h，出炉空冷至室温；活化处理次数为三次。

第二方面，本发明还提供一种K424高温合金表面渗铝防护涂层的制备方法，使用上述K424高温合金表面渗铝防护涂层渗剂，包括以下步骤：

步骤D1：对K424材料处理，对待渗铝材料K424合金表面进行除锈、除油处理，保持合金光滑洁净干燥；

步骤D2：装包；

步骤D3：渗铝；

步骤D4：扩散退火，取出K424材料，清除材料表面粉末，然后扩散退火。