CN104087895B - 用于叶片气相渗铝的渗剂及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂包括重量比为1：1.5～4：0.025～0.1的金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉。该方法包括以下步骤：对叶片进行清洗处理；将清理处理后的叶片置于炉罐中，并将本申请提供的渗剂置于炉罐中叶片下方的位置；对炉罐抽真空至0.5～1KPa；将炉罐加热至940～960℃后，开启炉罐中的循环风机，并通过保温处理以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将炉罐冷却至100℃以下，并打开炉罐以取出叶片；将含有渗铝层的叶片置于热水中进行浸泡处理。该渗剂及方法提高了渗铝层的深度分布均匀性，进而提高了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并提高了叶片的使用寿命。

Description

用于叶片气相渗铝的渗剂及方法

技术领域

本发明涉及叶片渗铝技术领域，具体而言，涉及一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。

背景技术

在发动机涡轮部件表层防护领域，需要对叶片进行渗铝处理以提高叶片的抗高温氧化和抗热腐蚀能力。分析Ni-Al相图可知，渗铝处理主要是为了使活性[Al]与镍基高温合金叶片表层的[Ni]发生反应以获得β-(Ni-Al)相。常用渗铝工艺主要有固体渗铝工艺和料浆渗铝工艺。固体渗铝是将叶片需渗铝部位包埋在渗剂中加热，然后通过真空炉扩散处理以形成渗铝层。料浆渗铝是将渗铝料浆涂覆在叶片表层，然后通过真空炉扩散处理以形成渗铝层。

然而，固体渗铝工艺具有操作繁重、所采用粉尘有害健康等缺点，限制了其应用。料浆渗铝工艺具有工序复杂、喷涂厚度无法精确控制、喷涂均匀性差和渗铝层质量差等缺点，限制了其应用。最主要的是，这两种渗铝方法均为接触法渗铝工艺技术，使得这两种方法都有以下缺点：一是只能实现叶片表层渗铝，无法对内腔进行渗铝；二是容易粘接，堵塞带气孔的零件内腔及盲孔。尤其是对于三、四代航空发动机中复杂型腔、带20多个尺寸仅有φ0.2㎜气膜孔的空心叶片无法同时实现叶片表层和内腔同时渗铝。

为了解决上述问题，目前技术人员尝试通过气相工艺对叶片进行渗铝。在该工艺中渗剂与叶片不直接接触，且在高温下渗剂能够直接渗入叶片的表层和内腔。然而，采用该工艺所形成的渗铝层的深度分布不均匀，渗铝层中含有裂纹、夹杂等缺陷，且不能精确控制渗铝层的深度，从而降低了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并进一步降低了叶片的使用寿命。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本发明旨在提供一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法，以提高渗铝层的深度分布均匀性，并提高渗铝层的深度控制的精度，进而提高叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并进一步提高叶片的使用寿命。

本发明提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂，该渗剂包括金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉，其中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：1.5～4：0.025～0.1。

进一步地，金属铝粉的粒径为180～325目，氧化铝粉的粒径为200～240目。

本发明还提供了一种用于叶片气相渗铝的方法，该方法包括以下步骤：对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；将清理处理后的叶片置于炉罐中，并将本申请提供的渗剂置于炉罐中叶片下方的位置；对炉罐抽真空至0.5～1KPa，并通入惰性气体以排出空气；在惰性气体的条件下将炉罐加热至940～960℃后，开启炉罐中的循环风机，并通过保温处理以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将炉罐冷却至100℃以下，并打开炉罐以取出叶片；将含有渗铝层的叶片置于热水中进行浸泡处理。

进一步地，在形成渗铝层的步骤中，循环风机的转速为800～1500r/min，且形成深度差为±0.01mm的渗铝层。

进一步地，在形成渗铝层的步骤中，保温4～8小时以在叶片的表层中形成深度为10～100μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层。

进一步地，渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：1.5：0.025；

在形成渗铝层的步骤中，保温4小时以在叶片的表层中形成深度为10～20μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层。

进一步地，渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：4：0.1；在形成渗铝层的步骤中，保温8小时以在叶片的表层中形成深度为90～100μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层。

进一步地，在浸泡处理的步骤中，热水的温度为40～50℃，浸泡时间为15～20min。

进一步地，在对叶片进行清洗处理的步骤中，清洗处理的工艺为吹砂或酸洗；在浸泡处理的步骤之后，采用压缩空气干燥叶片。

进一步地，惰性气体为氩气。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种包括金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的渗剂，并提供了一种采用该渗剂对叶片进行气相渗铝的方法。该渗剂活性较大，在高温下产生的活性[Al]原子较多，扩散到叶片的表层和内腔的铝元素浓度高，从而提高了所形成渗铝层的深度，并提高了叶片的抗氧化、抗高温腐蚀性。该方法通过在保温处理以形成渗铝层的步骤中开启炉罐中的循环风机，使得惰性气体的气流在整个炉罐均匀流动，从而带动渗剂中的活性[Al]与叶片的表层和内腔接触，并通过扩散作用在叶片的表层和内腔形成深度均匀分布的渗铝层；该方法无需对形成有渗铝层的叶片进行二次高温扩散，从而进一步提高了渗铝层的深度均匀性，减少了由二次高温扩散引起的裂纹、夹杂等缺陷，进而提高了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并提高了叶片的使用寿命；同时，该方法通过将含有渗铝层的叶片置于热水中浸泡，减低了叶片表面冷却速率，缓和了渗铝层的表面上氧化铝的形成速率，从而有利于在叶片表面形成一层致密的氧化铝薄层，进而进一步提高了叶片的抗氧化和抗腐蚀能力，并进一步提高了叶片的使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施方式所提供的用于叶片气相渗铝的方法的流程示意图；

图2示出了实施例1所得到的叶片的SEM照片；

图3示出了对比例1所得到的叶片的SEM照片；以及

图4示出了实施例3所得到的叶片中铝含量和渗铝层深度之间的关系图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表层”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

由背景技术可知，采用现有叶片的气相渗铝工艺所形成的渗铝层的深度分布不均匀，渗铝层中含有裂纹、夹杂等缺陷，且不能精确控制渗铝层的深度，从而降低了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并进一步降低了叶片的使用寿命。

本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种用于叶片气相渗铝的渗剂。该渗剂包括金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉，其中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：1.5～4：0.025～0.1。该渗剂具有较大活性，在高温下产生的活性[Al]原子较多，扩散到叶片的表层和内腔的铝元素浓度高，从而提高了所形成渗铝层的深度，并提高了叶片的抗氧化、抗高温腐蚀性。

本领域的技术人员可以根据本发明的教导设定上述金属铝粉和氧化铝粉的粒径。在一种优选的实施方式中，金属铝粉的粒径为180～325目，氧化铝粉的粒径为200～240目。此时，渗剂具有更高的活性，从而进一步提高了所形成渗铝层的深度，并进一步提高了叶片的抗氧化、抗高温腐蚀性。

本发明还提供了一种用于叶片气相渗铝的方法，该方法包括以下步骤：对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；将清理处理后的叶片置于炉罐中，并将本申请提供的渗剂置于炉罐中叶片下方的位置；对炉罐抽真空至0.5～1KPa，并通入惰性气体以排出空气；在惰性气体的条件下将炉罐加热至940～960℃后，开启炉罐中的循环风机，并通过保温处理以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将炉罐冷却至100℃以下，并打开炉罐以取出叶片；将含有渗铝层的叶片置于热水中进行浸泡处理。

上述方法通过在保温处理以形成渗铝层的步骤中开启炉罐中的循环风机，使得惰性气体的气流在整个炉罐均匀流动，从而带动渗剂中的活性[Al]与叶片的表层和内腔接触，并通过扩散作用在叶片的表层和内腔形成深度均匀分布的渗铝层；该方法无需对形成有渗铝层的叶片进行二次高温扩散，从而进一步提高了渗铝层的深度均匀性，减少了由二次高温扩散引起的裂纹、夹杂等缺陷，进而提高了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并提高了叶片的使用寿命；同时，该方法通过将含有渗铝层的叶片置于热水中浸泡，减低了叶片表面冷却速率，缓和了渗铝层的表面上氧化铝的形成速率，从而有利于在叶片表面形成一层致密的氧化铝薄层，进而进一步提高了叶片的抗氧化和抗腐蚀能力，并进一步提高了叶片的使用寿命。

下面将更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

首先，对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物。叶片表面上存在油污等污物，需要通过清洗去除。优选地，清洗处理的工艺为吹砂或酸洗。所谓吹砂是采用磨料对叶片表面进行机械研磨，用于去除叶片上的污物。而酸洗是采用清洗液与污物发生反应以去除污物。上述工艺的具体参数可以参照现有技术，在此不再赘述。

然后，将清理处理后的叶片置于炉罐中，并将本申请提供的渗剂置于炉罐中叶片下方的位置。具体地，将将清理处理后的叶片置于炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，这样叶片会悬挂在渗剂的上方。

接下来，对炉罐抽真空至0.5～1KPa，并通入惰性气体以排出空气。在该步骤中可以通过机械泵抽真空至0.5～1KPa，然后再通入惰性气体以排出空气。其中，惰性气体可以为本领域常见的惰性气体，优选地，惰性气体为氩气。

接下来，在惰性气体的条件下将炉罐加热至940～960℃后，开启炉罐中的循环风机，并通过保温处理以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层。其中，循环风机可以为高频风扇等。当循环风机开启时，通过风扇旋转会在炉子内部形成紊流，即风流不断从炉壁上方向下方流动，气流在炉子底部穿过导风筒底部后由炉子中央向上流动，从而带动粉剂中的活性[Al]与叶片表面均匀地接触，并通过扩散作用在叶片的表层和内腔形成均匀渗铝层。

因此，如何确定上述循环风机的转速，以使得所形成渗铝层的深度具有更好地均匀性，也是亟需解决的问题。本发明的发明人针对该问题进行了大量理论和实验研究，终于获得最佳的循环风机的转速。即当循环风机的转速为800～1500r/min时，能够形成深度差为±0.01mm的渗铝层。

在上述形成渗铝层的步骤中，可以通过控制渗剂的组分和保温处理的时间，以控制所形成渗铝层的深度。然而，由于渗剂的组分、保温处理的时间以及控制所形成渗铝层的深度之间相互影响，且该步骤中还存在影响渗铝层的深度的其他因素，因此通过控制渗剂的组分和保温处理的时间以控制所形成渗铝层的深度，这并不像想象的那样简单。本发明的发明人针对大量理论和实验分析终于发现，采用本发明提供的渗剂进行气相渗铝，并通过保温4～8小时就能够在叶片的表层中形成深度为10～100μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层。

更为优选地，发明人通过研究发现，当渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：1.5：0.025，且通过保温4小时会在叶片的表层中形成深度为10～20μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层；当渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：4：0.1，并通过保温8小时会在叶片的表层中形成深度为90～100μm的渗铝层，并在叶片的内腔中形成深度为15～20μm的渗铝层。

接下来，将炉罐冷却至100℃以下，并打开炉罐以取出叶片。在该步骤中，叶片会随炉冷却。当炉罐冷却至100℃以下时，便可打开炉罐以取出叶片。

接下来，将含有渗铝层的叶片置于热水中进行浸泡处理。将叶片从炉子中取出后，叶片的表面温度较高，且渗铝层非常脆，易氧化剥落掉块，严重影响渗铝层质量。同时，叶片表面存在高温下反应生成的氯化物残留物，该氯化物残留物有毒，从而影响操作者的健康。采用热水浸泡，一方面能让氯化物溶解，消除污染，保证操作者健康；另一方面能够减低叶片表面冷却速率，缓和渗铝层的表面上氧化铝的形成速率，从而有利于在叶片表面形成一层致密的氧化铝薄层，进而进一步提高了叶片的抗氧化和抗腐蚀能力，并进一步提高了叶片的使用寿命。

优选地，在上述浸泡处理的步骤中，热水的温度为40～50℃，浸泡时间为15～20min。另外，在浸泡处理的步骤之后，还可以采用压缩空气干燥叶片。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。

实施例1

本实施例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉末组成，金属铝粉(型号FLQ80A，符合GB/T2085.2—2007)的粒径为180目，氧化铝粉的粒径为200目，且金属铝粉占铝粉和氧化铝粉总重的20％，氯化铵重量占金属铝粉和氧化铝粉重量和的1％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至0.5KPa，并通入氩气以排出空气；

步骤3、渗铝：在氩气的条件下将炉罐加热至950℃后，开启炉罐中的循环风机(转速为800r/min)，并保温4小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到96℃，并打开炉罐以取出叶片；

步骤4、后处理：叶片出炉后应立即置入热水(40℃)中浸泡15分钟，然后取出叶片用压缩空气干燥。

采用扫描电镜观察实施例1得到的叶片的SEM照片(如图2所示)，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。从图2可以看出，渗铝层均匀连续，叶片表层的渗铝层深度为25μm，内腔10μm，叶片表面的铝含量为30.04％，且渗铝层中无裂纹、夹杂等缺陷。

实施例2

本实施例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉末组成，金属铝粉(型号FLQ80A，符合GB/T2085.2—2007)的粒径为325目，氧化铝粉的粒径为200目，且金属铝粉占铝粉和氧化铝粉总重的25％，氯化铵重量占金属铝粉和氧化铝粉重量和的2％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至0.8KPa，并通入氩气以排出空气；

步骤3、渗铝：在氩气的条件下将炉罐加热至950℃后，开启炉罐中的循环风机(转速为800r/min)，并保温4.5小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到96℃，并打开炉罐以取出叶片；

步骤4、后处理：叶片出炉后应立即置入热水(50℃)中浸泡17分钟，然后取出叶片用压缩空气干燥。

采用扫描电镜观察实施例2得到的叶片的SEM照片，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。实验结果表明，渗铝层均匀连续，叶片表层的渗铝层深度为40μm，内腔12μm，叶片表面的铝含量为31.2％，且渗铝层中无裂纹、夹杂等缺陷。

实施例3

本实施例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉末组成，金属铝粉(型号FLQ80A，符合GB/T2085.2—2007)的粒径为230目，氧化铝粉的粒径为230目，且金属铝粉占铝粉和氧化铝粉总重的30％，氯化铵重量占金属铝粉和氧化铝粉重量和的1.5％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至0.75KPa，并通入氩气以排出空气；

步骤3、渗铝：在氩气的条件下将炉罐加热至950℃后，开启炉罐中的循环风机(转速为1000r/min)，并保温5小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到89℃，并打开炉罐以取出叶片；

步骤4、后处理：叶片出炉后应立即置入热水(40℃)中浸泡16分钟，然后取出叶片用压缩空气干燥。

采用扫描电镜观察实施例3得到的叶片的SEM照片，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。实验结果表明，渗铝层均匀连续，叶片表层的渗铝层深度为45μm，内腔13μm，叶片表面的铝含量为31.19％，且渗铝层中无裂纹、夹杂等缺陷。

实施例4

本实施例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉末组成，金属铝粉(型号FLQ80A，符合GB/T2085.2—2007)的粒径为180目，氧化铝粉的粒径为230目，且金属铝粉占铝粉和氧化铝粉总重的30％，氯化铵重量占金属铝粉和氧化铝粉重量和的1.5％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至0.8KPa，并通入氩气以排出空气；

步骤3、渗铝：在氩气的条件下将炉罐加热至950℃后，开启炉罐中的循环风机(转速为1000r/min)，并保温6小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到96℃，并打开炉罐以取出叶片；

步骤4、后处理：叶片出炉后应立即置入热水(45℃)中浸泡18分钟，然后取出叶片用压缩空气干燥。

采用扫描电镜观察实施例4得到的叶片的SEM照片，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。实验结果表明，渗铝层均匀连续，叶片表层的渗铝层深度为55μm，内腔14μm，叶片表面的铝含量为32.61％，且渗铝层中无裂纹、夹杂等缺陷。

实施例5

本实施例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉末组成，金属铝粉(型号FLQ80A，符合GB/T2085.2—2007)的粒径为180目，氧化铝粉的粒径为240目，且金属铝粉占铝粉和氧化铝粉总重的40％，氯化铵重量占金属铝粉和氧化铝粉重量和的2％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至1KPa，并通入氩气以排出空气；

步骤3、渗铝：在氩气的条件下将炉罐加热至950℃后，开启炉罐中的循环风机(转速为1200r/min)，并保温8小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到85℃，并打开炉罐以取出叶片；

步骤4、后处理：叶片出炉后应立即置入热水(50℃)中浸泡20分钟，然后取出叶片用压缩空气干燥。

采用扫描电镜观察实施例5得到的叶片的SEM照片，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。实验结果表明，渗铝层均匀连续，叶片表层的渗铝层深度为100μm，内腔15μm，叶片表面的铝含量为33.95％，且渗铝层中无裂纹、夹杂等缺陷。

对比例1

本对比例提供了一种用于叶片气相渗铝的渗剂及方法。其中，该渗剂由铁铝粉、硅粉和氯化铵粉末组成，其中铁铝粉的粒径为200目，硅粉的粒径为180目，且铁铝粉中金属铝的质量分数为40％，氯化铵重量占铁铝粉和硅粉重量和的1％。

该方法包括以下步骤：

步骤1、前处理：采用吹砂工艺对叶片进行清洗处理，以去除叶片上的污物；

步骤2、装炉：将清理处理后的叶片夹在炉罐中的鸟笼式夹具中，并将渗剂置于鸟笼式夹具下方的料盘上，然后对炉罐抽真空至1KPa；

步骤3、渗铝：将炉罐加热至940～960℃后，并保温4小时以在叶片的表层和内腔中形成渗铝层；将叶片随炉冷却到95℃，并打开炉罐以取出叶片。

采用扫描电镜观察对比例1得到的叶片的SEM照片(如图3所示)，并通过SEM照片观察分析渗铝层的深度、渗铝层的深度均匀性及微观形貌等。从图3可以看出，渗铝层的深度不均匀，叶片表层的渗铝层的平均深度为25μm，内腔的渗铝层的平均深度为8μm，叶片表面的铝含量为28.2％，且渗铝层含有裂纹、夹杂等缺陷。

发明人还以实施例3为例，研究了铝含量和渗铝层深度之间的关系，其结果请见图4。从图4可以看出，随着渗铝层深度的增加，铝含量逐渐降低。同时，当渗铝层深度小于30μm时，铝含量降低的幅度较小；当渗铝层深度大于30μm时，铝含量降低的幅度变大。

从以上实施例可以看出，本发明上述的实例实现了如下技术效果：

(1)本发明提供了一种包括金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的渗剂，该渗剂活性较大，在高温下产生的活性[Al]原子较多，扩散到叶片的表层和内腔的铝元素浓度高，从而提高了所形成渗铝层的深度，并提高了叶片的抗氧化、抗高温腐蚀性。

(2)本发明还提供了一种采用该渗剂对叶片进行气相渗铝的方法。该方法通过在保温处理以形成渗铝层的步骤中开启炉罐中的循环风机，使得惰性气体的气流在整个炉罐均匀流动，从而带动渗剂中的活性[Al]与叶片的表层和内腔接触，并通过扩散作用在叶片的表层和内腔形成深度均匀分布的渗铝层。

(3)该方法无需对形成有渗铝层的叶片进行二次高温扩散，从而进一步提高了渗铝层的深度均匀性，减少了由二次高温扩散引起的裂纹、夹杂等缺陷，进而提高了叶片的抗高温氧化和腐蚀能力，并提高了叶片的使用寿命。

(4)该方法通过将含有渗铝层的叶片置于热水中浸泡，减低了叶片表面冷却速率，缓和了渗铝层的表面上氧化铝的形成速率，从而有利于在叶片表面形成一层致密的氧化铝薄层，进而进一步提高了叶片的抗氧化和抗腐蚀能力，并进一步提高了叶片的使用寿命。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于叶片气相渗铝的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对所述叶片进行清洗处理，以去除所述叶片上的污物；

将所述清理处理后的所述叶片置于炉罐中，并将渗剂置于所述炉罐中所述叶片下方的位置；

对所述炉罐抽真空至0.5～1KPa，并通入惰性气体以排出空气；

在所述惰性气体的条件下将所述炉罐加热至940～960℃后，开启所述炉罐中的循环风机，并通过保温处理以在所述叶片的表层和内腔中形成渗铝层；

将所述炉罐冷却至100℃以下，并打开所述炉罐以取出所述叶片；

将含有所述渗铝层的所述叶片置于热水中进行浸泡处理；

所述渗剂包括金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉，其中所述金属铝粉、所述氧化铝粉和所述氯化铵粉的重量比为1：1.5～4：0.025～0.1；

在形成所述渗铝层的步骤中，所述循环风机的转速为800～1500r/min，且形成深度差为±0.01mm的所述渗铝层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述渗铝层的步骤中，保温4～8小时以在所述叶片的表层中形成深度为10～100μm的所述渗铝层，并在所述叶片的内腔中形成深度为15～20μm的所述渗铝层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：1.5：0.025；

在形成所述渗铝层的步骤中，保温4小时以在所述叶片的表层中形成深度为10～20μm的所述渗铝层，并在所述叶片的内腔中形成深度为15～20μm的所述渗铝层。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述渗剂中金属铝粉、氧化铝粉和氯化铵粉的重量比为1：4：0.1；

在形成所述渗铝层的步骤中，保温8小时以在所述叶片的表层中形成深度为90～100μm的所述渗铝层，并在所述叶片的内腔中形成深度为15～20μm的所述渗铝层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述浸泡处理的步骤中，所述热水的温度为40～50℃，浸泡时间为15～20min。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，

在对所述叶片进行清洗处理的步骤中，所述清洗处理的工艺为吹砂或酸洗；

在所述浸泡处理的步骤之后，采用压缩空气干燥所述叶片。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述惰性气体为氩气。

8.根据权利要求1所述的方法，所述金属铝粉的粒径为180～325目，所述氧化铝粉的粒径为200～240目。