CN103710661A - 一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层及其喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层及其喷涂方法。本发明制备的涂层粘结强度为37～38兆帕，涂层的表面洛氏15N硬度为82～83。这种涂层具有独特的抗腐蚀、抗氧化、抗磨损和耐高温的能力，能够非常好的抵御钢铁、不锈钢、铝及其它合金的磨损且制备成本较低。本发明采用的技术方案为：一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层，所述的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；所述的粘结底层由以下重量份原料组成：镍93～94份，铝4～5.5份，氧化硅1～1.5份，氧化硼0.5～1份，所述的抗氧化面层由以下重量份原料组成：钼27～30份，铬7.5～9.5份，硅2.2～3份，铁0.5～1份，镍1.5～2份，碳0.05～0.08份，磷0.02～0.03份，硫0.02～0.03份，钴54～61份。

Description

一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层及其喷涂方法
技术领域
本发明属于航空技术领域，用于航空发动机压气机盘轴颈、压气机叶片根部及涡轮壳体的一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层及其喷涂方法。
背景技术
由于航空发动机零件的工作条件很恶劣（高转速、振动及高负荷），又受到粘附、磨粒、腐蚀和疲劳等几种类型的磨损，使发动机的性能和使用寿命受到影响。航空发动机零件中有60%因磨损而报废，仅靠材料性能的提高，已经无法满足飞速发展的航空发动机的需要，抗氧化耐磨、抗微动磨损的涂层技术已经必不可少。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层及其喷涂方法，其可延长零件使用寿命的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层，其特征在于：所述的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；
所述的粘结底层由以下重量份原料组成: 镍 93～94份，铝 4～5.5份，氧化硅 1～1.5份，氧化硼 0.5～1份。
所述的抗氧化面层由以下重量份原料组成：钼 27～30份，铬 7.5～9.5份，硅 2.2～3份，铁0.5～ 1份，镍 1.5～2份，碳 0.05～0.08份，磷 0.02～0.03份，硫 0.02～0.03份，钴54～61份。
所述的粘结底层的涂层厚度为：0.05mm～0.15mm；所述的抗氧化面层的涂层厚度为0.20mm～0.35mm。
所述的粘结底层和抗氧化面层采用大气等离子喷涂方法。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
本发明制备的涂层粘结强度为37～38兆帕，涂层的表面洛氏15N硬度为82～83。这种涂层具有独特的抗腐蚀、抗氧化、抗磨损和耐高温的能力，适用于润滑较差或无法润滑的工况恶劣零件上，可以喷涂在航空发动机的压气机盘轴颈、压气机叶片根部及涡轮壳体上，能够非常好的抵御钢铁、不锈钢、铝及其它合金的磨损且制备成本较低。
本发明在航空发动机的压气机盘轴颈、压气机叶片根部及涡轮壳体上等喷涂本发明产品后零件的报废率较喷涂前降低33%，延长零件使用寿命的效果很显著。，适用于润滑较差或无法润滑的工况恶劣零件上，能够非常好的抵御钢铁、不锈钢、铝及其它合金的磨损且制备成本较低。
附图说明
图1为实施例一抗氧化耐磨钴钼铬硅涂层的金相组织；
图2为实施例二抗氧化耐磨钴钼铬硅涂层的金相组织。
具体实施方式
本发明粘结底层设置于零件上，抗氧化面层设置于粘接地层上。
实施例一：
本发明一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；抗氧化面层位于粘结底层上面；
粘结底层制备：采用重量成分镍 93份，铝 4份，氧化硅 1份，氧化硼 0.5份的合金粉末，用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极：02083-730，阴极01083A-720，气体分配环03083-112。氩气流量：93～97 标准立方英尺/小时，氦气流量：20～24 标准立方英尺/小时，电弧电流：842～858 安培，电弧电压30.4～32.4 伏特，喷枪功率25.7～27 千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1 转/分，送粉载气流量：8.8～9.2标准立方英尺/小时，送粉量：43～47 克/分，喷涂距离为95毫米，涂层厚度0.10毫米。
抗氧化面层制备：采用重量成分钼 27份，铬 7.5份，硅 2.2份，铁0.5份，镍 1.5份，碳 0.05份，磷 0.02份，硫 0.02份，钴54份的合金粉末。用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极02083-358，阴极01083A-112，分配环03083-113。氩气流量：86～90标准立方英尺/小时，氦气流量：83～87标准立方英尺/小时，电弧电流：977～993安培，电弧电压38.5～40.5伏特，喷枪功率38～40千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1转/分，送粉载气：7.8～8.2标准立方英尺/小时，送粉量：27.6～31.6克/分，喷涂距离为100毫米，涂层厚度0.3毫米。
涂层金相组织见图1。
实施例二
本发明一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；抗氧化面层位于粘结底层上面；
粘结底层制备：采用重量成分镍94份，铝5.5份，氧化硅1.5份，氧化硼1份的合金粉末，用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极：02083-730，阴极01083A-720，气体分配环03083-112。氩气流量：93～97标准立方英尺/小时，氦气流量：20～24标准立方英尺/小时，电弧电流：842～858安培，电弧电压30.4～32.4伏特，喷枪功率25.7～27千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1转/分，送粉载气流量：8.8～9.2标准立方英尺/小时，送粉量：43～47克/分，喷涂距离为100毫米，涂层厚度0.10毫米。
抗氧化面层制备：采用重量成分 钼30份，铬9.5份，硅3份，铁1份，镍2份，碳0.08份，磷0.03份，硫0.03份，钴61份的合金粉末。用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极02083-358，阴极01083A-112，分配环03083-113。氩气流量：86～90标准立方英尺/小时，氦气流量：83～87标准立方英尺/小时，电弧电流：977～993安培，电弧电压38.5～40.5伏特，喷枪功率38～40千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1转/分，送粉载气：7.8～8.2标准立方英尺/小时，送粉量：27.6～31.6克/分，喷涂距离为110毫米，涂层厚度0.35毫米。
涂层金相组织见图2。
实施例三：
本发明一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；抗氧化面层位于粘结底层上面；
粘结底层制备：采用重量成分 93.5份，铝 5份，氧化硅 1.3份，氧化硼 0.8份的合金粉末，用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极：02083-730，阴极01083A-720，气体分配环03083-112。氩气流量：93～97 标准立方英尺/小时，氦气流量：20～24 标准立方英尺/小时，电弧电流：842～858 安培，电弧电压30.4～32.4 伏特，喷枪功率25.7～27 千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1 转/分，送粉载气流量：8.8～9.2标准立方英尺/小时，送粉量：43～47 克/分，喷涂距离为95毫米，涂层厚度0.10毫米。
抗氧化面层制备：采用重量成分 28份，铬 8份，硅 2.7份，铁0.8份，镍 1.8份，碳 0.06份，磷 0.025份，硫 0.025份，钴58份的合金粉末。用普莱克斯-7700型等离子喷涂机喷涂。SG-100型喷枪内送粉，阳极02083-358，阴极01083A-112，分配环03083-113。氩气流量：86～90标准立方英尺/小时，氦气流量：83～87标准立方英尺/小时，电弧电流：977～993安培，电弧电压38.5～40.5伏特，喷枪功率38～40千瓦时，送粉盘转速：2.9～3.1转/分，送粉载气：7.8～8.2标准立方英尺/小时，送粉量：27.6～31.6克/分，喷涂距离为100毫米，涂层厚度0.25毫米。

Claims (4)

1.一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层，其特征在于：所述的涂层包括粘结底层和抗氧化面层；
所述的粘结底层由以下重量份原料组成: 镍 93～94份，铝 4～5.5份，氧化硅 1～1.5份，氧化硼 0.5～1份。
2.所述的抗氧化面层由以下重量份原料组成：钼 27～30份，铬 7.5～9.5份，硅 2.2～3份，铁0.5～ 1份，镍 1.5～2份，碳 0.05～0.08份，磷 0.02～0.03份，硫 0.02～0.03份，钴54～61份。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层，其特征在于：所述的粘结底层的涂层厚度为：0.05mm～0.15mm；所述的抗氧化面层的涂层厚度为0.20mm～0.35mm。
4.根据权利要求1所述的一种抗氧化、抗腐蚀和抗磨损的涂层的喷涂方法为：所述的粘结底层和抗氧化面层采用大气等离子喷涂方法。
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