[发明专利]一种提升(γ’+γ)NiAlX防护涂层抗高温氧化性能的方法

权利要求书

1.一种提升(γ’+γ)NiAlX防护涂层抗高温氧化性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步、高温合金基体试样预处理：

采用SiC砂纸打磨基体试样，后进行喷砂处理，将喷砂后的试样用超声清洗，烘干；

第二步、采用电子束物理气相沉积方法制备(γ’+γ)NiAlX防护涂层：

所述(γ’+γ)NiAlX防护涂层成分原子含量百分比为：10～30％Al，0.05～2％X，其余为Ni，X为Hf、Zr和Y中的一种或几种；

2.1、准备蒸发靶材：

根据成分计量称重准备高纯原料，清洗烘干后在真空度1×10^-3Pa～5×10^-2Pa，电流650-950A的条件下进行真空感应熔炼制备(γ’+γ)NiAlX铸锭；

随后对铸锭进行温度为1200±50℃，时间为20-24h，真空度1×10^-3Pa～5×10^-2Pa的均匀化退火处理；

将退火处理后的铸锭切成要求尺寸的靶材；

2.2、沉积(γ’+γ)NiAlX涂层：

将第一步预处理后的高温合金基体安装在电子束物理气相沉积设备内旋转夹具上，加热基体的电流为0.15-0.25A，蒸发靶材的电流为1.1-1.5A，基体温度控制在800-900℃之间，电压为15-18KV，夹具转速为10-15r/min，真空度1×10^-3Pa～9×10^-3Pa，沉积时间30-60min；

第三步、对真空热处理后的涂层进行激光冲击处理，具体步骤为：

3.1、激光预处理：在(γ’+γ)NiAlX防护涂层表面涂覆一层吸收层和约束层；

3.2、激光冲击处理具体工艺参数为：选用纳秒激光器，波长1064nm，脉宽20ns，脉冲能量2-6J，光斑直径3mm，搭接率为30％、50％或75％；

第四步、将所得涂层放入真空热处理炉中进行真空热处理：

真空热处理参数为：温度600-800℃，时间2-4h，真空度1×10^-3Pa～9×10^-3Pa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高温合金可以为镍基高温合金K3、定向凝固高温合金DZ125或单晶高温合金N5、DD6。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中依次用400#和800#的SiC砂纸打磨试样，用液体喷砂机进行喷砂处理，超声清洗采用丙酮，时间10-20min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2.1中清洗烘干具体操作：将高纯原料先在酒精中超声波清20～30min，然后再放入烘箱中干燥20～30min，烘箱温度为100-120℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2.1中高纯原料纯度均为99.9wt.％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步所述的喷砂砂粒为100-200目石英砂，喷砂压力2-3bar，喷砂时间10-15s。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二步所述(γ’+γ)NiAlX防护涂层的厚度为80-120μm，涂层各元素实际含量与设计含量偏差小于2wt.％。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步所述的激光冲击强化中圆形光斑沿水平方向由上至下逐层制造，光斑扫描模式为蛇形扫描。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3.1中所述吸收层材料为厚度0.1mm的黑色胶带，约束层材料为厚度1.5mm的流动水。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2.1中采用线切割的方法切割铸锭。