CN102115836B - 一种MCrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法，其特点是MCrAlY涂层的组成为：Cr20％～30％，Al4.0％～10％，Y0.3％～0.7％，M余量，其中M至少为以下三者中的一种：Ni、Co、NiCo。本发明由于制备涂层采用超音速喷涂技术，因此涂层与基体结合能力更好，并且涂层厚度可控，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜，本发明涂层在600℃高温时仍然具有很好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震性能。

Description

一种MCrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属的高温防护方法，特别是涉及一种采用超音速火焰喷涂的McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法。 
背景技术
在现代工业中，根据不同的工况条件，采用不同表面涂层处理技术是显著提高合金的使用温度和使用寿命的有效技术手段。金属的高温防护涂层除了要求提供优异的抗高温氧化和腐蚀能力外，还要求其具有长期的结构和化学稳定性以及与基体良好的结合力。传统的金属高温防护涂层有扩散涂层(如渗给涂层)和合金包覆涂层(如MCrAIY涂层)两大类。McrAlY合金体系的高温防护涂层具有硬度高、耐磨性好及耐盐雾腐蚀性能好等优点，是目前研究较多的涂层材料。但是由于在使用过程中氧化膜的生长以及淙层与基体间的互扩散引起了涂层中AI含量的下降，也会导致现有McrAlY合金体系的高温防护涂层退化，大大降低了涂层的防护性能。因此，研究开发出更合适的McrAlY合金体系的高温防护涂层是近年来的热点之一。 
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术问题，通过研究改进，提供了一种新的采用超音速火焰喷涂的McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法。 
本发明给出的这种McrAlY合金体系的高温防护涂层及制备方法采用超音速 火焰喷涂在金属表面制备高温抗氧化MCrAlY涂层。M至少为以下三者中的一种：Ni、Co、NiCo。本发明的优点，由于制备涂层采用超音速喷涂技术，因此涂层与基体结合能力更好，并且涂层厚度可控，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。本发明的涂层在600℃高温时仍然具有很好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震性能。 
本发明给出的技术方案是：这种McrAlY合金体系的高温防护涂层，有MCrAlY涂层，其特点是MCrAlY涂层的组成为(质量％)：Cr 20％～30％，Al 4.0％～10％，Y 0.3％～0.7％，M余量，其中M至少为以下三者中的一种：Ni、Co、NiCo。 
本发明给出的这种McrAlY合金体系的高温防护涂层的制备方法，其特点是有下列步骤： 
A)基材预处理：将基材经砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清洗10min，吹干后备用。 
B)喷砂：采用60-220目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙酮超声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干。 
C)超音速喷涂制备NiCrAlY涂层： 
MCrAlY合金粉末成分为(质量％)：Cr 20％～30％，Al 4.0％～10％，Y 0.3％～0.7％，M余量，其中M至少为以下三者中的一种：Ni、Co、NiCo，采用超音速火焰喷涂的工艺参数如下：送粉速率40～60g/min，氧气压力200～240psi，氧气流量1750～1900scfh，煤油压力170～180psi，煤油流量5.0～5.5gph，喷涂距离300～360mm。 
本发明所采用的MCrAlY体系粉末的粒径在200-400目。 
本发明所制备的高温防护涂层厚度为0.07～0.15mm。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
1、采用超音速喷涂技术在合金表面制备MCrAlY合金体系的高温防护涂层，M为以下三者之一或其某种组合：Ni、Co、NiCo。 
2、采用该发明制备的涂层，涂层厚度可控，与基体结合强度大于55MPa； 
3、采用该发明制备的涂层，在600℃高温下，具有良好的抗盐雾腐蚀能力及抗热震性能。 
具体实施方式
实施例1 
基材：K452合金，MCrAlY合金体系中，M为Co，粉末的成分为(质量％)： 
Cr 26％，Al 8％，Y 0.6％，Co余量。 
CoCrAlY的制备： 
(1)基材预处理：将基材经800#砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清洗10min，吹干后备用。 
(2)喷砂：采用100目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙酮超声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干。 
(3)超音速喷涂制备NiCrAlY粘结层： 
MCrAlY合金体系的粉末粒径280目。涂层厚度0.15mm。 
采用JP-5000超音速火焰喷涂设备，喷涂工艺参数如下：送粉速率45g/min，氧气压力200psi，氧气流量1750scfh，煤油压力170psi，煤油流量5.0gph，喷涂距离320mm。 

Claims (1)

1.MCrAlY合金体系的高温防护涂层的制备方法，其特征在于有下列步骤：
A)基材预处理：将基材经砂纸打磨后，分别在丙酮及无水乙醇中超声波清洗10min，吹干后备用；
B)喷砂：采用60-220目Al2O3喷砂处理，随即先后采用金属洗涤剂、去离子水、丙酮超声波清洗15min，用酒精冲洗后烘干；
C)超音速喷涂制备MCrAlY涂层：
MCrAlY合金粉末成分为：Cr 20％～30％，Al 4.0％～10％，Y 0.3％～0.7％，M余量，其中M为Co，采用超音速火焰喷涂的工艺参数如下：
送粉速率45g/min，氧气压力200psi，氧气流量1750scfh，
煤油压力170psi，煤油流量5.0gph，喷涂距离320mm；
其中MCrAlY体系粉末的粒径在280目，高温防护涂层厚度为0.15mm。
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