CN112567064B - 用于耐火合金部件的涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过化学气相扩散法涂覆由耐火金属合金制成的部件的方法,包括以下步骤:将粉末混合物置于腔室内,将所述部件至少部分地浸入所述粉末混合物中,以及对所述部件施以热处理,所述粉末混合物包括至少一种第一组分和至少一种第二组分,所述第一组分和所述第二组分在热处理步骤过程中形成气态化合物,以使所述第二组分沉积在所述部件上,所述第二组分旨在通过固相扩散与耐火金属合金的至少一种金属物质形成第二合金,从而产生涂层,所述方法的特征在于,所述第二合金在其经受氧化条件时产生钝化氧化物层。
Description
一般技术领域和现有技术
本发明涉及用于机械部件的保护涂层的领域,更确切地说涉及用于耐火合金部件的涂层。
在铸造制造工艺中,通常在注入液态金属之前将型芯放置在铸造模具中,以便在制造过程中在将要制造的部件中形成一个或多个空腔或凹槽。
这些型芯常规是由耐火陶瓷(二氧化硅、氧化铝、氧化锆等)制成的。
或者,已知使用由耐火合金制成的铸造型芯来代替或补充常规使用的陶瓷型芯。
这些耐火合金材料,通常是钼合金,必须涂覆保护层以保持其机械特性,特别是在例如燃气涡轮机超合金叶片制造过程中遇到的极高温度下。
在熔模铸造工艺的情况下,由耐火材料制成的型壳围绕待制造部件的蜡模来制作,以形成该部件模型的模具。然后将型壳加热以固结,事先将蜡在高压釜中在蒸汽下排出,以产生待制造部件的外部形状的印模。
可以起初就将型芯放置在蜡模中,那么在浇筑构成待制造部件的材料之前该型芯就已存在,该型芯限定了部件的内部形状。
在生产燃气涡轮机叶片的情况下,通常是熔模铸造中的超合金涡轮机叶片,叶片型壳的固结在空气中以高于1000℃的温度进行。可能会遇到明显的氧化现象,特别是构成型芯的一部分或整个型芯的耐火金属的氧化现象。
事实上,钼例如可以用作陶瓷型芯中的插入物或者可以构成整个型芯,钼与氧气会发生反应,在400℃至650℃下形成二氧化钼(MoO2),然后在高于650℃下形成三氧化钼,三氧化钼极易挥发。钼的氧化速率以公知的方式在400℃至650℃之间线性增加,并且在高于上述温度至1700℃下呈指数增加。
或者,已知使用含有锆和钛的钼基合金(TZM合金),其在室温下比钼容易机加工并且具有比钼更高的机械强度。已知,TZM从540℃开始发生氧化,并且从790℃开始氧化呈指数增加,伴随有TZM基材的快速挥发(在表面涂层领域,基材是构成待涂覆部件的材料)。
钼或TZM部件的这种非常显著的氧化会导致质量的显著减少和机械性能的快速下降。
在型壳空气固结之后,将超合金熔融并真空浇铸到型壳中,从而与耐火合金接触。
在真空中在高于1500℃的温度下进行的铸造步骤尤其导致超合金元素扩散到型芯的耐火合金中的现象。
耐火合金元素从型芯到超合金的相互扩散会导致所铸合金的组成发生改变,进而导致超合金的机械性能发生改变,并导致所得部件的性能降低。
已知生产硅-钼合金MoSi2的涂层,该涂层以其能够保护钼和钼合金免受高温氧化的能力而为人所知,该涂层是通过化学气相扩散工艺(也称为活性渗碳法)生产的。
通过使一种或多种化学元素与部件1中所包括的一种物质发生表面扩散来进行该工艺。
扩散在部件1中的化学元素在这里称为掺杂组分,并且来自固体形式的前体组分。
这样的工艺具有易于实施、成本低廉的优点,并且允许待涂覆的物体具有复杂的形状,因为沉积方法是非定向的,这意味着掺杂组分不会由定向射流喷射至部件1上。
在耐火合金部件1的情况下,例如钼或钼/钛/锆(TZM)合金,掺杂组分将通过扩散与部件1中的钼反应并形成合金。
为了使掺杂组分扩散到部件上,所使用的固体前体包括在渗碳粉末的混合物2中,所述渗碳粉末尤其包括待扩散的掺杂组分的粉末。
粉末混合物2还必须包括活化剂组分和惰性组分。
活化剂组分常规是卤化物,其配置用于在热处理过程中与掺杂组分形成气态金属氯化物,该氯化物在部件1的表面上还原以沉积氯化物中的金属元素。
惰性组分配置用于增加粉末的体积,并因此使待涂覆部件1浸入并控制腔室3中的温度上升,由此控制所获得的涂层的特性。
在部件1由钼或主要包含钼的合金制成的情况下,粉末混合物2包括掺杂组分M的粉末、活性卤化物粉末NH4Cl和作为惰性材料的氧化铝粉末。
将粉末混合物引入腔室3或坩埚中,然后在密封腔室3之前将待涂覆部件1至少部分地浸入粉末混合物2中。
然后进行热处理,其间加热腔室3,由此加热粉末混合物2。
活化剂组分分解形成气态氯化氢(HCl),它与掺杂组分粉末反应形成掺杂氯化物M-ClX(M是掺杂组分),该掺杂氯化物也是气态的。
在氢气H2,特别是由氯化氢分解产生的氢气H2的存在下,在部件1的表面上还原掺杂氯化物M-ClX,以将掺杂组分沉积在部件1的表面上。
在高温(850℃至1300℃之间)下,表面沉积的掺杂组分向待涂覆部件1的合金中的固相扩散形成部件1的表面合金。
例如,钼合金部件1上的硅-钼合金MoaSib涂层是通过对包括硅的掺杂组分进行活性渗碳而获得的,该掺杂组分与包括氯化氢HCl的活化剂组分的反应导致形成四氯化硅。
然后在氢气存在下,如此形成的四氯化硅在钼合金部件1的表面上还原为硅。然后,硅层通过固相扩散与钼反应而形成硅钼合金。因此由合金MoSi2组成的涂层形成钝化氧化物层SiO2,其保护部件1免受氧化。在用于高压涡轮机叶片的型芯的情况下,不建议使用该二氧化硅层,因为它会与镍基超合金的某些元素(例如铝、铪、钛等)发生反应,并且涂覆的耐火金属型芯然后会与超合金发生反应。
还已知将第三合金化组分(即,能够与前两种形成化合物)添加到粉末混合物2中,以形成组成为MoaXbYc的三元涂层。
例如在文献中描述了除了硅之外还向粉末混合物2中添加铝粉末。
铝是硅化钼的合金化元素,将形成由钼-硅-铝Moa-Sib-Alc三元合金组成的涂层。
在热处理过程中,形成气态氯化硅SiCl4和气态氯化铝AlCl3并在钼合金部件1上还原。在高温(850℃至1300℃之间)下的固态扩散随后在部件1表面上形成钼-硅-铝Mo-Si-Al三元合金。
添加铝使得例如在包括钼或钼合金的部件上形成组成为Mo(Si,Al)2的涂层。通过在氧化气氛中的温度下形成钝化氧化铝层,该层具有良好的抗氧化性。在将该涂层施加到涡轮机叶片耐火型芯上的情况下,Mo(Si,Al)2涂层比MoSi2涂层更适合,因为在第一种情况下形成的氧化铝层对于耐火型芯与超合金之间的反应来讲是有效的屏障,而二氧化硅则不然。
涂层中的铝还增加了涂层的延展性,因此具有更好的机械性能。
然而,由于MoSi2或Mo(Si,Al)2涂层的逐渐破裂,这些解决方案在循环过程中的耐腐蚀性方面存在局限性。在氧化条件下,由于形成钝化二氧化硅和/或氧化铝层而损失了硅和/或铝,这些涂层因此发生组成转变。相对于涂层中的钼,Si和/或Al元素在涂层表面上的这些有差异的扩散导致间隙的扩散,从而导致涂层中的裂纹增加(柯肯德尔效应)。这些裂纹会随着时间的流逝降低部件1的抗氧化性。
发明内容
本发明的一个目的是限制在耐火合金存在的情况下对叶片型壳进行热处理和铸造超合金的过程中的氧化和相互扩散现象。
本发明的另一个目的是在所有类型应用领域的温度和空气下允许使用钼或TZM。
本发明的另一个目的是提出一种适合于任何几何形状的解决方案。
本发明的另一个目的是提出一种容易实现的解决方案,其目的是限制成本并最大化生产量。
为此,本发明提供了一种通过化学气相扩散法涂覆金属合金部件的方法,所述合金是耐火合金,所述方法包括以下步骤:
将粉末混合物置于腔室内,
将所述部件至少部分地浸入所述粉末混合物中,以及
对所述部件施以热处理,
其中,所述粉末混合物包括至少一种第一组分和至少一种第二组分,所述第一组分和所述第二组分在热处理步骤过程中形成气态化合物,以使所述第二组分沉积在所述部件上,所述第二组分旨在通过固相扩散与所述耐火合金的至少一种金属物质形成合金,从而产生涂层,所述方法的特征在于,通过固相扩散形成的合金在经受氧化条件时产生钝化氧化物层,并且其中所述耐火合金包括钼,并且其中:
所述第一组分包括选自以下组分中的至少一种卤化物物质:NH4Cl、NH4F、AlCl3、CrCl2;
所述第二组分包括选自硅、铝、铁、铜、钴、镍、镧、锗、锆、铬、钛、铪、铼及它们的混合物中的至少一种,
并且其中,所述粉末混合物(2)包括质量比例在8%至12%之间的所述第二组分和质量比例在6%至8%之间的所述第一组分。
有利地,本发明得到以下特征的补充,这些特征单独或以其技术上可能的任何一种组合来采用:
基于所述粉末混合物的总质量,所述粉末混合物包括质量比例在1%至20%之间的所述第二组分,质量比例在1%至10%之间的所述第一组分;
所述第二组分是硅粉末和铝粉末的混合物,所述第一组分是氯化铵;
所述粉末混合物还包括质量比例在70%至95%之间的惰性组分;
所述粉末混合物包括82质量%至84质量%的惰性组分;
所述惰性组分是氧化铝粉末。
本发明的另一个目的是耐火金属合金部件,包括至少部分地覆盖基材的涂层,其特征在于,所述涂层能够通过作为本发明目的的一种方法来获得。
有利地,本发明得到以下特征的补充,这些特征单独或以其技术上可能的任何一种组合来采用:
所述部件包括钼,所述部件至少部分地被涂层覆盖,所述涂层包括多个叠置的层,其中至少有:
第一层,包括表示为Mo(Si,Al)的铝和硅在钼中的固溶体,所述第一层的厚度在1μm至10μm之间,铝摩尔分数在0.1%至35%之间,硅摩尔分数在0.1%至25%之间,
第二层,包括质量比例大于75%的铝钼合金Al8Mo3,所述第二层的厚度在1μm至20μm之间,和
第三层,厚度在1μm至15μm之间,并且包括铝-硅-钼合金Mo(Si,Al)2,所述第三层的硅和铝的总原子分数在65%至68%之间,所述第三层配置用于当暴露于氧化条件下时产生钝化氧化物层;
所述部件包括钼,所述部件至少部分地被涂层覆盖,所述涂层包括多个叠置的层,其中至少有:
第一层(6),包括表示为Mo(Si,Al)的铝和硅在钼中的固溶体,所述第一层的厚度在0.1μm至1μm之间,铝摩尔分数在0.1%至35%之间,硅摩尔分数在0.1%至25%之间,
第二层(7),包括质量比例大于75%的铝钼合金Al8Mo3,所述第二层的厚度在1μm至30μm之间,
第三层(8),厚度在1μm至25μm之间,并且包括铝-硅-钼合金Mo(Si,Al)2,所述第三层的硅和铝的总原子分数在65%至68%之间,所述第三层配置用于当暴露于氧化条件下时产生钝化氧化物层。
附图说明
从下文的描述中,本发明的其他特征和优点将进一步显现出来,这些描述仅是示例性的而非限制性的,并且应结合附图来阅读这些描述,其中:
图1是用于实施根据本发明的涂覆方法的装置的示意图;
图2是根据本发明的涂层的结构的示意图;
图3a和图3b是表示具有第一、第二和第三层的涂层的电子显微镜图像截面图;更确切地说,图3a和图3b表示该层包括钼-铝-硅合金夹杂物的情况。一种或多种实施方法和 实施方式的描述
方法:
本发明涉及一种通过化学气相扩散法涂覆耐火合金部件1的方法,其中,在进行热处理之前,将该部件1至少部分地浸入包含渗碳粉末的混合物2的腔室3中,该粉末混合物包括至少一种活化剂和至少一种掺杂组分,该活化剂配置用于在热处理过程中与该掺杂组分形成气态化合物,以促进该掺杂组分沉积在部件1上,该掺杂组分配置用于通过固相扩散与耐火合金的一种物质形成合金,以在部件1的表面上产生涂层4。
由掺杂组分和部件1形成的合金配置用于当所述合金经受氧化条件时产生钝化氧化物层。
粉末混合物2可以包括掺杂组分,优选地为粉碎的固体(粉末)形式,该组分配置用于通过固相扩散与耐火合金基体(最常见的是钼或钼合金)形成合金,以产生涂层4。
由此在部件1的耐火合金基材5上形成的涂层4必须在氧化条件下通过产生钝化氧化物层来形成保护层。
掺杂组分可以包括:
硅粉末;
铝粉末;
铁粉末;
铜粉末;
钴粉末;
镍粉末;
镧粉末;
锗粉末;
锆粉末;
铬粉末;
钛粉末;
铪粉末;
铼粉末。
有利地,掺杂组分可以包括含至少一种金属盐的粉末。
有利地,粉末混合物2包括一种或多种卤化物类活化剂组分,以及任选地惰性填料以限制热处理过程中温度变化的速度。
活化剂组分可以包括以下化合物中的一种化合物或多种化合物的组合:NH4Cl、NH4F、AlCl3、CrCl2。
惰性填料配置为在热处理过程中保持固体形式,并且不与部件1形成合金,也不与粉末混合物中存在的或在热处理过程中形成的其他物质形成合金。
因此,它增加了粉末混合物2的体积,以将待涂覆部件1浸入其中,而且还增加了供应至腔室3的能量以升高其温度,但没有增加试剂的质量,由此控制腔室3中的温度,并由此控制形成涂层4的厚度。
任选地,惰性填料可以包括氧化铝Al2O3或氧化镁MgO粉末、硅酸盐、二氧化硅、氧化锆、铈氧化物、方石英、碳酸钙。
然后进行热处理以在耐火合金基材5的表面上形成合金涂层4。
该合金包括形式为MoaXb的一种或多种钼合金和/或一种或多种固溶体(即,溶解在物质X中的钼或溶解在钼中的物质X)。X和Mo之间的合金涂层4的组成是在相图中定义的热力学稳定的化合物,所述相图对应于二元合金Mo-X以及涂层中Mo和X的相对含量。
能够在氧化环境中形成钝化层的化合物中的至少一种必须为连续层的形式,即,在与氧化环境接触的部件1的整个表面上延伸的层。
未覆盖有钝化层的区域将导致部件1在此位置退化,该退化随后会扩散至整个部件1,其氧化反应没有被钝化,因此不会被中断。
通过在热处理过程中形成足够的挥发性金属氯化物以在表面上沉积足够的金属物质来调节连续层的获得。连续层的获得还表明该层中的应力水平低于破裂时的应力,如果超过该破裂时的应力将导致破裂。应力水平取决于涂层的厚度(通过调整掺杂组分的含量、活化剂的量、热处理的温度和时间,选择<100μm)、涂层和基体之间的膨胀系数之差(选择小于6.10-6K-1)。
例如,粉末混合物2中的硅导致形成MoaSib形式的钼-硅合金相。在氧化条件下,MoSi2相形成钝化二氧化硅层。
在另一个实施例中,粉末混合物2中的铝导致形成MoaAlb形式的钼-铝合金相,其在氧化条件下将形成钝化氧化铝层。
在另一个实施例中,粉末混合物2中的镍导致形成MoaNib形式的钼-镍合金相,其在氧化条件下将形成钝化镍氧化物层。
在另一个实施例中,粉末混合物2中的铬导致形成MoaCrb形式的钼-铬合金相,其在氧化条件下将形成钝化铬(III)氧化物层。
任选地,粉末混合物2可以包括若干种掺杂组分。
添加到粉末混合物2中的这些金属元素可以组合以形成合金涂层,例如形式为MoaXbYc的三元合金,或者在另一实施例中形式为MoaXbYc,Zd的四元合金。
掺杂组分配置用于产生挥发性氯化物,该挥发性氯化物然后在部件1的表面上被还原并沉积该氯化物中的金属元素。
掺杂组分也可以配置用于使其在氧化条件下产生钝化氧化物层。
任选地,上述方法包括氧化部件1的步骤,在此步骤中,在空气存在下于1150℃的温度下对部件1和涂层4进行加热,从而在涂层4的表面上产生钝化氧化物层。
有利地,为了限制部件1在超合金铸造过程中的反应性,掺杂组分包括铝、钛、铬、锆、铪中的一种组分或多种组分的组合,其各自的氧化物(Al2O3、TiO2、Cr2O3、ZrO2、HfO2)是在与熔融超合金接触时具有高化学稳定性的氧化物。
以此方式,在氧化步骤中形成的钝化氧化物层在1550℃下在真空下与液态超合金接触时是惰性的,例如在超合金燃气涡轮机叶片的铸造成型过程中。惰性应理解为是指钝化氧化物层防止部件1和超合金之间的物质扩散。
方法实施例:
将粉末混合物2研磨10分钟以获得均匀的加装物料。
然后,有利地对其进行振动,以增加粉末混合物2的堆积密度并允许粉末与待涂覆部件1之间更好地接触。
将待涂覆的钼或钼基合金部件进行抛光,以去除锋利的边缘并使粗糙度最小化。有利地,抛光后部件的算术平均粗糙度小于0.6微米。
对部件进行清洗和脱脂,然后浸入粉末中,优选完全浸入,然后有利地对粉末混合物2进行再次振动。
在100℃下对腔室3进行蒸制12小时以除去粉末和部件中的水分。然后在惰性气氛下通过陶瓷粘合剂将腔室3密封。
然后在惰性气氛中施以热处理,其中,第一温度步骤在100℃至350℃之间,以烧制陶瓷粘合剂并密封坩埚,然后第二温度步骤在1000℃至1100℃之间进行10至30小时以实现沉积。
涂层的结构:
本发明的方法配置用于在部件1的表面上产生涂层4,该涂层包括多个叠置的层。
涂层4可以包括直接与基材5接触的第一层6。
第一层6可以包括铝和硅在钼中的固溶体,该固溶体表示为Mo(Si,Al)。
第一层6中的铝摩尔分数可以在0%至50%之间,优选在0%至35%之间。第一层6中的硅摩尔分数可以在0%至40%之间,优选在0%至25%之间。
第一层6的厚度可以在0.1μm至30μm之间,优选在0.1μm至10μm之间。
覆盖第一层6并与其接触的第二层7包括铝-钼合金。第二层7可以包括质量比例大于75%的铝-钼合金。该铝-钼合金包括例如Al8Mo3。
第二层7可以进一步包括具有钼-铝-硅合金夹杂物的第二相。有利地,第二层7包括质量比例小于25%的钼-铝-硅合金夹杂物。这些夹杂物的组成可以是表示为Mo(Si,Al)或Mo5(Si,Al)3相的铝和硅在钼中的固溶体。
第二层7的厚度可以在1μm至50μm之间。
涂层4还包括覆盖第二层7并与其接触的第三层8。
第三层8包括能够在氧化条件下形成钝化氧化物层的钼-铝-硅Mo(Al,Si)2合金。该第三层8中硅和铝的总摩尔分数在60%至70%之间,优选在65%至68%之间。
第三层8的厚度可以在0.5μm至50μm之间,优选在1μm至15μm之间。
以这种方式,第一层6提供涂层4和基材5之间的内聚力。相对于上层,其居间的铝和硅含量使其热膨胀系数处于基材5的热膨胀系数与第二层7的热膨胀系数之间。
因此,涂层4提供了更好的温度耐性,特别是由于减小了因基材5和涂层之间的膨胀现象差异而引起的应力。
富含铝的第二层7使涂层4具有高延展性,由此提高了整个涂层4的机械强度。它限制了热循环过程中裂纹蔓延的问题,这些裂纹是指在钝化层形成之后在层8中出现的裂纹(上文中描述的柯肯德尔效应)。
层8起到在氧化条件下防止氧化的作用。
实施方式的示例:
参考图3a和图3b,涂层4由四层组成,例如:
铝和硅在钼中的固溶体的第一层6,其与基材5接触;
第二层7,其包括铝-钼合金Al8Mo3,第二层的硅摩尔分数小于2%,第二层7覆盖与其接触的第一层6;
第三层8,其包括在涂层表面上的钼-铝-硅合金Mo(Al,Si)2。
这种涂层4可以通过在腔室3中加入粉末混合物2来获得,该粉末混合物2包括:
质量比例在1%至10%之间的第一掺杂组分的前体,这里为硅粉末,纯度至少为99%,且粒径小于44μm;
质量比例在1%至10%之间的第二掺杂组分的前体,这里为铝粉末,纯度至少为99.5%,其50%粒径小于11μm;
质量比例在1%至10%之间的活化剂组分,这里为氯化铵NH4Cl粉末,纯度至少为99.5%,粒径在1mm至3mm之间;
质量比例在70%至95%之间的惰性组分,这里为氧化铝粉末,其50%粒径小于1μm。
粉末混合物2的组成任选地但有利地包括,在2%质量分数内:7%的第一掺杂组分的前体,3%的第二掺杂组分的前体,7%的活化剂组分和83%的惰性组分。
在一个实施方式中,粉末混合物2包括质量比例在6%至8%之间的活化剂组分和在8质量%至12质量%之间的铝粉末和硅粉末的混合物,余量为惰性稀释剂补足100%,该惰性稀释剂选自耐火矿物氧化物粉末,该铝粉末和硅粉末的混合物的硅/铝质量比在2至5之间。
这样的混合物改善了保护层的形成。
这样的混合物使得可以制造由包括钼的耐火金属合金制成的部件1,该部件至少部分地被涂层4覆盖,该涂层包括多个叠置的层,其中至少有:
第一层6,包括表示为Mo(Si,Al)的铝和硅在钼中的固溶体,第一层6的厚度在0.1μm至1μm之间,铝摩尔分数在0.1%至35%之间,并且硅摩尔分数在0.1%至25%之间,
第二层7,包括质量比例大于75%的铝钼合金Al8Mo3,第二层(7)的厚度在1μm至30μm之间,
第三层(8),厚度在1μm至25μm之间,并且包括铝-硅-钼合金Mo(Si,Al)2,该第三层的硅和铝的总原子分数在65%至68%之间,该第三层配置用于当暴露于氧化条件下时产生钝化氧化物层。
渗碳可以在容积为50cm3的腔室3中进行,其中,加入的粉末混合物2包括1.75g的硅粉末、0.75g的铝粉末、1.75g的氯化铵和20.75g的氧化铝粉末。
通过成比例地将腔室3中的粉末混合物2的质量调适于腔室3的容积,可以在不同容积的腔室3中进行渗碳。
在具有这种组成的粉末混合物2的腔室3中获得的AlCl3气相浓度在涂层4中产生较高的铝含量。
除了钼-硅-铝Mo(Si,Al)2合金相之外,这尤其导致在涂层中形成铝-钼Al8Mo3相。
富铝涂层的延展性优于主要包括钼-硅-铝Mo(Si,Al)2合金的涂层的延展性。
在涂层4中存在包括钼-硅-铝Mo(Si,Al)2合金的第三层8,通过允许在氧化气氛中的温度下形成钝化氧化铝层,确保了抗氧化性。
在涂覆有涂层4的部件1在制造超合金涡轮机叶片的熔模铸造工艺中用作耐火型芯的情况下,在烧制陶瓷型芯和烧制型壳的步骤(这些步骤在氧气存在下(通常在空气中)进行)中形成涂层4上的钝化氧化铝层。在这些烧制步骤中,氧化铝层可防止部件1的型芯发生氧化。另外,氧化铝对镍基超合金的低润湿性使得该层还可以防止在铸造过程中部件1和熔融超合金之间发生任何化学反应。
为了控制涂层4上的氧化物层的厚度,可以在烧制陶瓷型芯和型壳的步骤之前使涂覆有涂层4的部件1(在这种情况下称为耐火型芯)经受涂层的初步氧化。因此,涂覆有涂层4的耐火型芯可以例如在空气中在1000℃至1500℃之间的温度下进行热处理。
Claims (9)
1.一种通过化学气相扩散法涂覆金属合金部件(1)的方法,所述合金是耐火合金,所述方法包括以下步骤:
将粉末混合物(2)置于腔室内,
将所述部件(1)至少部分地浸入所述粉末混合物(2)中,使得耐火合金与粉末混合物直接接触,以及
对所述部件(1)施以热处理,
其中,所述粉末混合物(2)包括至少一种第一组分和至少一种第二组分,所述第一组分和所述第二组分在所述热处理步骤过程中形成气态化合物,以使所述第二组分沉积在所述部件(1)上,所述第二组分通过固相扩散与所述耐火合金的至少一种金属物质形成合金,从而产生涂层(4),
通过固相扩散形成的合金在经受氧化条件时产生钝化氧化物层,并且其中所述耐火合金包括钼,并且其中:
所述第一组分包括选自以下组分中的至少一种卤化物物质:NH4Cl、NH4F、AlCl3、CrCl2;
所述第二组分包括选自硅、铝、铁、铜、钴、镍、镧、锗、锆、铬、钛、铪、铼及它们的混合物中的至少一种,
并且其中,所述粉末混合物(2)包括质量比例在8%至12%之间的所述第二组分和质量比例在6%至8%之间的所述第一组分。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二组分是硅粉末和铝粉末的混合物,所述第一组分是氯化铵。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述粉末混合物(2)还包括质量比例在70%至95%之间的惰性组分。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述粉末混合物(2)包括82质量%至84质量%的惰性组分。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述惰性组分是氧化铝粉末。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述粉末混合物(2)包括:
质量比例在6%至8%之间的所述第一组分,
质量比例在8%至12%之间的所述第二组分,所述第二组分是铝粉末和硅粉末的混合物,
质量比例在80%至96%之间的惰性稀释剂,惰性组分包括一种耐火矿物氧化物粉末或多种耐火矿物氧化物粉末的组合。
7.一种耐火金属合金部件(1),所述耐火金属合金部件(1)具有至少部分地覆盖基材(5)的涂层(4),其特征在于,所述涂层(4)通过根据权利要求1至6中之一项所述的方法获得。
8.根据权利要求7所述的耐火金属合金部件(1),所述部件(1)包括钼,所述部件(1)至少部分地被涂层(4)覆盖,其特征在于,所述涂层(4)包括多个叠置的层,其中至少有:
第一层(6),包括表示为Mo(Si,Al)的铝和硅在钼中的固溶体,所述第一层(6)的厚度在1μm至10μm之间,铝摩尔分数在0.1%至35%之间,并且硅摩尔分数在0.1%至25%之间,
第二层(7),包括质量比例大于75%的铝钼合金Al8Mo3,所述第二层(7)的厚度在1μm至20μm之间,
第三层(8),厚度在1μm至15μm之间,并且包括铝-硅-钼合金Mo(Si,Al)2,所述第三层的硅和铝的总原子分数在65%至68%之间,所述第三层配置用于当暴露于氧化条件下时产生钝化氧化物层。
9.根据权利要求7所述的耐火金属合金部件(1),包括钼,所述部件(1)至少部分地被涂层(4)覆盖,其特征在于,所述涂层(4)包括多个叠置的层,其中至少有:
第一层(6),包括表示为Mo(Si,Al)的铝和硅在钼中的固溶体,所述第一层(6)的厚度在0.1μm至1μm之间,铝摩尔分数在0.1%至35%之间,并且硅摩尔分数在0.1%至25%之间,
第二层(7),包括质量比例大于75%的铝钼合金Al8Mo3,所述第二层(7)的厚度在1μm至30μm之间,
第三层(8),厚度在1μm至25μm之间,并且包括铝-硅-钼合金Mo(Si,Al)2,所述第三层的硅和铝的总原子分数在65%至68%之间,所述第三层配置用于当暴露于氧化条件下时产生钝化氧化物层。
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