CN115627439B - 一种无分层组织结构的致密厚合金涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热喷涂技术领域,具体涉及一种无分层组织结构的致密厚合金涂层及其制备方法,方法包括以下步骤:1)将基材置于等离子喷涂设备中,控制真空度为0.2‑0.5mbar,并控制等离子体焰流的长度和直径分别为1000‑1200mm和200‑300mm;2)采用等离子喷枪将基材预热至700‑1000℃;3)然后在预热后的基材上在特定等离子喷涂条件下等离子喷涂合金粉末;4)喷涂结束后,进行冷却。本发明的制备方法能够实现连续喷涂制备厚度0.1‑3.5mm、涂层组织内部无分层组织结构且边缘无翘起和开裂的致密厚合金涂层,生产效率高,能适用于航空发动机、燃气轮机热端部件表面的高温抗氧化涂层制备。
Description
技术领域
本发明属于热喷涂技术领域,具体涉及一种无分层组织结构的致密厚合金涂层及其制备方法。
背景技术
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法,目前常用的热喷涂工艺方法包括普通火焰喷涂、电弧喷涂、大气等离子喷涂、超音速火焰喷涂、真空等离子喷涂、冷喷涂等。热喷涂制备的涂层与基体表面为机械结合,同时涂层形成过程中随厚度的增加会产生热应力、机械应力等多种残余应力的叠加。
目前热喷涂技术是制备高温抗氧化合金涂层的主要工艺手段,其他制备工艺还包括等离子堆焊、火焰喷焊等,所制备的涂层与基体表面为冶金结合,同时涂层形成过程中需要在基体表面形成熔池并发生冶金反应。研究表明,大气等离子喷涂制备的合金涂层为拉应力涂层,涂层的结合强度随厚度增加而降低,0.2-0.4mm厚度的涂层结合强度约30-50MPa,当厚度>1mm时结合强度降至5-15MPa,且由于应力叠加易产生局部剥落。超音速火焰喷涂制备的合金涂层为压应力涂层,结合强度较高,涂层的结合强度随厚度增加而降低的幅度不明显,但涂层内部为熔滴堆积产生的层状组织、易产生微观裂纹并不断扩展,造成涂层开裂脱落,在无热处理辅助去应力的情况下无法制备厚合金涂层。真空等离子喷涂制备的合金涂层与大气等离子喷涂相比结合强度大幅提高,但涂层仍为拉应力状态,无法直接得到厚度>1mm的涂层,目前在用的喷涂工艺为:①使用真空等离子喷涂制备0.4-0.8mm厚度的合金涂层;②将带涂层零件进行真空热处理去应力;③在原涂层基础上继续进行真空等离子喷涂制备0.4-0.8mm厚度的合金涂层;④再次进行真空热处理去应力;⑤重复以上过程直至涂层厚度满足要求。这种工艺制备的厚合金涂层存在明显的因喷涂中断导致的分层,同时涂层中存在明显的熔滴堆积产生的层状组织,无法满足腐蚀和高温等苛刻环境使用要求,同时生产效率很低、生产成本高,难以满足大批量工业生产需要。
而现有技术中(如CN106048488B),通常采用等离子堆焊工艺需要首先在基体表面形成熔池,粉末颗粒送入熔池发生冶金反应后与基体共同冷却形成涂层,优点是涂层完全致密,与基体形成冶金结合,缺点是涂层中的合金元素如钇、硅等在熔池凝固过程中易大量烧损,影响涂层高温性能,同时由于熔池深度较大,易对单晶、定向凝固高温合金等基材的基体力学性能产生损害,因此无法适用于航空发动机、燃气轮机热端部件表面的高温抗氧化涂层制备,也没有应用案例。火焰喷焊仅适用于自熔性合金,如NiCrBSi等,涂层种类受到很大限制。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的厚合金涂层组织中由于分层组织结构的存在导致的局部夹杂、污染物聚集等缺陷以及生产工艺过程过于繁琐,提供一种无分层组织结构的致密厚合金涂层及其制备方法,该制备方法能够实现连续喷涂制备厚度0.1-3.5mm、涂层组织内部无分层组织结构且边缘无翘起和开裂的致密厚合金涂层,生产效率高,能适用于航空发动机、燃气轮机热端部件表面的高温抗氧化涂层制备。
本发明的发明人研究发现,目前航空发动机、燃气轮机热端部件表面的厚合金涂层加工主要使用真空等离子喷涂制备,现有技术真空等离子喷涂时其舱内压力在50mbar以上,喷枪产生的等离子体焰流因环境压力较高其长度通常不大于300mm,涂层材料颗粒在焰流中的飞行距离短、受热不充分,存在一定数量的半融化颗粒,且颗粒表面在环境气氛中有一定氧化,导致涂层中有大量层状组织;同时真空舱内压力高导热性好,基体预热温度上限较低(300-500℃),熔滴沉积后冷却速度较快,导致涂层热应力大,喷涂0.4-0.6mm即须中断喷涂进行去应力退火热处理,否则涂层会整体脱落,涂层中有明显的因喷涂间断产生的分层。超音速火焰喷涂在大气环境中进行,其颗粒熔化更不充分、熔滴沉积后冷却速度更快,与现有真空等离子喷涂技术存在同样的问题。基于此进一步研究而提出本发明。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种致密厚合金涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)将基材置于等离子喷涂设备中,控制真空度为0.2-0.5mbar,并控制等离子体焰流的长度和直径分别为1000-1200mm和200-300mm;
2)采用等离子喷枪将基材预热至700-1000℃;
3)然后在预热后的基材上等离子喷涂合金粉末,所述等离子喷涂的条件包括:喷涂功率为55-130kw、优选80-130kw,送粉速率为10-30g/min,喷涂距离为450-800mm,喷涂焰流与基材表面的相对线速度为1-3m/s;
4)喷涂结束后,进行冷却。
在一些优选实施方式中,步骤1)中,所述控制真空度为0.2-0.5mbar的过程包括:
先将等离子喷涂设备中放置基材的真空舱内真空度抽至0.005-0.01mbar,之后用氩气回填至50-100mbar,再次抽真空至0.005-0.01mbar,然后用氩气回填至0.2-0.5mbar。
在一些优选实施方式中,所述制备方法还包括:在步骤1)中,先对基材进行表面粗糙化处理,再置于等离子喷涂设备中。
更优选地,所述表面粗糙化处理使得基材的表面粗糙度Ra为6-8μm。
在一些优选实施方式中,步骤2)中,所述采用等离子喷枪将基材预热的过程包括:使用等离子喷枪焰流对基材表面进行快速吹扫预热,其中控制喷枪功率为60-150kw,吹扫距离为200-500mm,吹扫速度为200-1000mm/s,预热时间为3-8min。
在一些优选实施方式中,步骤3)中,所述合金粉末满足:粒度小于40μm,氧含量小于600ppm。
在一些优选实施方式中,步骤3)中,所述合金粉末选自NiCoCrAlY、NiCrAlY、NiAl、NiAlW、CoCrW、CoCrMoSi中的至少一种。
在一些优选实施方式中,步骤4)中,所述冷却的冷却速度为5-40℃/min,冷却时间为20-60min。
更优选地,所述冷却呈梯度分级冷却,对后一梯度与前一梯度的冷却速度之差为5-20℃/min。
本发明第二方面提供一种无分层组织结构的致密厚合金涂层,其通过第一方面所述的制备方法制备得到。
在一些优选实施方式中,所述致密厚合金涂层内部无层状结构且边缘无开裂和翘起,其厚度为0.1-3.5mm,且还满足:孔隙率<1%,氧含量<0.1%;且所述致密厚合金涂层的结合强度>70MPa。
本发明通过设置特定的等离子喷涂的低真空度、大焰流将基材预热至较高的温度,并配合采用喷涂功率、喷涂距离、送粉速度和相对线速度,能够实现连续喷涂制备厚度0.1-3.5mm、涂层组织内部无层状结构特征且边缘无翘起和开裂的致密厚合金涂层,涂层性能和工艺性均显著优于现有热处理辅助间断喷涂制备厚合金涂层工艺,可满足高温、海洋腐蚀等严苛使用环境要求,在航空发动机和燃气轮机中有重要用途。
其中,本发明将大功率等离子喷涂时真空舱内压力降低至0.2-0.5mbar,等离子喷枪产生的等离子体焰流长度和直径分别膨胀至1000-1200mm和200-300mm,能使得合金粉末颗粒在等离子焰流中的飞行距离大幅增加(控制喷涂距离为450-800mm)、受热充分、颗粒完全熔化且熔化状态具备良好的同一性,颗粒表面基本无氧化,消除了涂层中的层状组织;同时真空舱内压力大幅降低、绝热性提升,基材预热温度可提高至700-1000℃,熔滴沉积后冷却速度变慢,每遍沉积的涂层之间充分熔合,消除了层状组织,涂层热应力小,同时涂层与基体间形成冶金过渡层,大幅提高涂层的结合强度;同时,通过喷涂功率和送粉速率的控制来实现合金粉末熔化状态的高度同一性,通过喷涂距离和喷涂线速度的控制来实现每遍沉积涂层之间的充分熔合;因此可连续喷涂至0.1-3.5mm厚,无需中断喷涂进行去应力退火热处理,生产效率大幅提高。
采用本发明的方法制得的致密厚合金涂层,涂层孔隙率<1%,氧含量<0.1%,涂层组织内部无分层,放大400倍后无层状组织,且边缘无开裂和翘起,优选方案的结合强度>70MPa。涂层的组织、结合强度等性能,喷涂工艺性等均比现有技术的涂层有大幅提升,可满足腐蚀和高温等更严苛工况使用要求和大规模生产要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1的喷涂过程照片。
图2a是本发明实施例1的涂层放大20倍的显微组织图片,其中黑色线条为涂层和基体的界面;
图2b是本发明实施例1的涂层放大400倍的显微组织图片。
图3是对比例1的涂层的显微组织图片。
图4是对比例2的涂层的显微组织图片。
图5是对比例3的涂层放大20倍的显微组织图片。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种致密厚合金涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)将基材置于等离子喷涂设备中,控制真空度为0.2-0.5mbar,并控制等离子体焰流的长度和直径分别为1000-1200mm和200-300mm;
2)采用等离子喷枪将基材预热至700-1000℃;
3)然后在预热后的基材上等离子喷涂合金粉末,所述等离子喷涂的条件包括:喷涂功率为55-130kw、优选80-130kw,送粉速率为10-30g/min,喷涂距离为450-800mm,喷涂焰流与基材表面的相对线速度为1-3m/s;
4)喷涂结束后,进行冷却。
应当理解的是,步骤2)-3)均在步骤1)的条件下进行。
本发明通过在低真空度、高基材温度状态下使用特定的等离子喷涂工艺进行连续涂层制备无分层组织结构的致密厚合金涂层,其中通过控制真空度为0.2-0.5mbar,等离子体焰流长度和直径分别为1000-1200mm和200-300mm,使得在低真空度状态下采用较大尺寸等离子焰流能完全覆盖基材表面,实现均匀预热至700-1000℃;等离子喷涂时,由于等离子体焰流长度和直径大,可实现远距离喷涂,控制喷涂距离为450-800mm和适宜的喷涂速度。而现有技术中热喷涂零件预热温度一般为200-300℃左右,且无法实现远距离的连续喷涂。本发明解决了现有技术所制备厚合金涂层存在分层、组织中有明显层状组织、生产效率和成品率较低、生产成本高、对基体晶体结构和力学性能产生显著影响等问题,适合进行工业化连续生产,特别适合进行航空发动机、燃气轮机热端部件的厚合金涂层生产。
而且,相比于如CN106048488B的现有技术采用将粉末颗粒送入熔池发生冶金反应后与基体共同冷却形成涂层的方案,本发明在涂层形成过程中不形成熔池,粉末颗粒在低真空度焰流中充分熔化后以高速撞击到基材表面形成涂层,然后快速凝固,不发生冶金反应。同时,涂层与基体之间是微冶金态的机械结合方式,元素扩散深度小于0.1mm,不会对基体力学性能产生损害。
在一些优选实施方式中,步骤1)中,所述控制真空度为0.2-0.5mbar的过程包括:
先将等离子喷涂设备中放置基材的真空舱内真空度抽至0.005-0.01mbar,之后用惰性气体回填至50-100mbar,再次抽真空至0.005-0.01mbar,然后用惰性气体回填至0.2-0.5mbar。该优选方案下,能够快速完成真空舱内水蒸气、氧气的去除,更利于提升生产效率。
本发明中,本领域技术人员可以根据实际需求选择所述惰性气体,例如可以为氩气、氦气等。
在一些优选实施方式中,所述制备方法还包括:在步骤1)中,先对基材进行表面粗糙化处理,再置于等离子喷涂设备中。
更优选地,所述表面粗糙化处理使得基材的表面粗糙度Ra为 6-8μm。该优选方案下,能够兼顾涂层的结合状态和表面粗糙度,更利于在确保涂层质量的前提下减小喷涂后涂层的加工余量。
所述表面粗糙化处理的方法可以包括:先进行清洗除油,再进行吹砂和任选的清洗;还可以包括:通过机加工表面粗化处理,只要能实现前述所需表面粗糙度即可。优选地,所述清洗为超声清洗,且条件包括:超声频率为20-60kHz,功率密度为0.5-3W/cm2,清洗温度为30-70℃,清洗时间为10-30min。本领域技术人员可以根据粗糙化处理的需求选择所述吹砂或机加工表面粗化处理的具体操作工艺。
步骤2)中,可以理解的是,采用等离子喷枪喷出的等离子体焰流的长度和直径分别为1000-1200mm和200-300mm;且预热时的真空度为0.2-0.5mbar。本发明在低真空度状态下等离子焰流可完全覆盖基材表面,实现均匀预热。
在一些优选实施方式中,步骤2)中,所述采用等离子喷枪将基材预热的过程包括:使用等离子喷枪焰流对基材表面进行快速吹扫预热,其中控制喷枪功率为60-150kw,吹扫距离为200-500mm,吹扫速度为200-1000mm/s,预热时间为3-8min。
步骤3)中,本发明通过适宜喷涂功率和送粉速率的控制来实现合金粉末熔化状态的高度同一性,通过适宜喷涂距离和喷涂线速度的控制来实现每遍沉积涂层之间的充分熔合,从而实现涂层组织中无分层结构。
优选地,喷涂功率为80-130kw。该优选方案下,更利于提高涂层结合强度,降低涂层孔隙率。
在一些优选实施方式中,步骤3)中,所述合金粉末满足:粒度小于40μm(可以理解的是,所有粉末的粒度均小于40μm),氧含量小于600ppm。该优选方案下,能够兼顾喷涂工艺要求和粉末成本,更利于降低涂层生产成本、提高生产效率。
本发明的方法使用多种组成的合金粉末,例如可以为钴基、镍基的二元、三元、四元及多元合金等中的至少一种。在一些优选实施方式中,步骤3)中,所述合金粉末选自NiCoCrAlY、NiCrAlY、NiAl、NiAlW、CoCrW、CoCrMoSi等中的至少一种。所述合金粉末中各元素的组成,本领域技术人员可以根据需求选择,均可以用于本发明。
优选地,本发明步骤3)中还包括:先将合金粉末进行烘干,再进行所述等离子喷涂。
在一些优选实施方式中,步骤4)中,所述冷却的冷却速度为5-40℃/min,冷却时间为20-60min。更优选地,所述冷却直至冷却至100℃以下。
更优选地,所述冷却呈梯度分级冷却,后一梯度与前一梯度的冷却速度之差为5-20℃/min。该优选方案下,梯度分级冷却,能够在充分降低涂层热应力的同时获得高生产效率。
本发明中,后一梯度与前一梯度的冷却时间可以相同或不同,只要整体冷却时间满足需求即可。在一些具体实施方式中,后一梯度与前一梯度的冷却时间之差的绝对值在0-5min。
进一步优选地,所述梯度为4-7级。
本发明所述冷却可以通过向真空舱内回填惰性气体(如氩气)降温和调整真空度来实现。
本发明中零件可以为任何需要设置高温抗氧化涂层的部件,例如航空发动机、燃气轮机热端部件等。
本发明第二方面提供一种无分层组织结构的致密厚合金涂层,其通过第一方面所述的制备方法制备得到。
在一些优选实施方式中,所述致密厚合金涂层内部无层状结构且边缘无开裂和翘起,其厚度为0.1-3.5mm,且还满足:孔隙率<1%,氧含量<0.1%;且所述致密厚合金涂层的结合强度>70MPa。
所述致密厚合金涂层无层状结构,是指,所述致密厚合金涂层内部无氧化物、夹杂物及微小未熔颗粒物聚集和孔隙分布不均等层状结构特征。
本发明的致密厚合金涂层与基材表面形成冶金过渡层,过渡层深度<0.1mm,过渡层的成分包括NiCoCrAlY、NiCrAlY、NiAl、NiAlW、CoCrW、CoCrMoSi等中的任一种元素组成。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。
实施例1
燃气轮机高压涡轮外环块厚MCrAlY涂层制备方法如下:
步骤1,将高压涡轮外环块放入超声波清洗机内,使用酒精作为清洗剂,进行超声波清洗除油,超声频率40kHz,功率密度0.8W/cm2,清洗温度50℃,清洗时间15min。
步骤2,高压涡轮外环块取出后使用压缩空气吹干,采用吹砂防护胶带对无涂层区域进行保护。
步骤3,对高压涡轮外环块喷涂区域进行表面粗糙化处理,采用50目电熔破碎白刚玉砂和多轴机械手夹持的压入式吹砂枪自动吹砂,吹砂后表面粗糙度Ra 6-8μm,吹砂完成后去除防护胶带,并用高压水对吹砂表面进行冲洗清洁处理。
步骤4,使用KF-309牌号的NiCoCrAlY合金粉末(粒度小于40μm,氧含量小于600ppm),装在桶内加盖放入鼓风干燥箱中70℃烘干2h,取出摇匀后加入送粉器。
步骤5,将零件安装在喷涂工装上,再将喷涂工装与过渡舱内的喷涂导杆连接,调试自动喷涂程序,检验喷涂距离和喷涂焰流的工艺余量,设定红外测温位置,关闭真空舱与过渡舱。
步骤6,启动自动抽真空程序,将真空舱内真空度降至0.01mbar后氩气回填至50mbar,再次抽真空至0.01mbar以下,然后回填至0.5mbar。并控制等离子体焰流的长度和直径分别膨胀为1000-1200mm和200-300mm。
步骤7,启动自动预热程序,打开过渡舱闸阀零件进入真空舱,使用等离子喷枪焰流对零件表面进行快速吹扫预热,喷枪功率110kw,吹扫距离400mm,吹扫速度为500mm/s,预热时间5min,将基材预热至950℃。
步骤8,启动自动喷涂程序,喷枪功率105kw,送粉量22g/min,喷涂焰流与零件表面相对线速度2m/s,喷涂距离为500mm,喷涂遍数200遍,喷涂结束后关闭喷枪,零件返回过渡舱,关闭两舱之间的闸阀。喷涂过程照片如图1所示。
步骤9,启动自动冷却程序,各梯度的冷却速度分别为5℃/min(10min)、10℃/min(15min)、15℃/min(10min)、20℃/min(10min)、25℃/min(10min)、40℃/min(5min),氩气流量0.5L/min-2 L/min,总冷却时间60min,程序结束后开启过渡舱,取出零件。
经检测,所制备的NiCoCrAlY涂层厚度2.0mm,孔隙率<1%,氧含量<0.1%,挂片涂层结合强度82MPa。涂层的显微组织如图2a和图2b所示,组织内无分层,高倍放大后组织中无常规热喷涂涂层常见的层状组织。
实施例2
参照实施例1的方法进行,不同的是,步骤6中的真空舱内真空度最终回填至0.2mbar。
所得涂层组织内无分层,高倍放大后组织中无层状组织。涂层结合强度在85-90MPa,厚度2.0mm,孔隙率<0.1%,氧含量<0.1%。
实施例3
参照实施例1的方法进行,不同的是,步骤8中送粉量为10g/min。
所得涂层组织内无分层,高倍放大后组织中无层状组织,涂层结合强度在80-85MPa,厚度2.0mm,孔隙率<0.05%,氧含量<0.1%。
实施例4
参照实施例1的方法进行,不同的是,步骤8中喷枪功率为55kW。
所得涂层组织内无分层,高倍放大后组织中无层状组织,厚度2.0mm。涂层结合强度在40-50MPa,孔隙率<5%,氧含量<0.1%。
对比例1
采用CN107805775A的方法制备NiCoCrAlY涂层。涂层显微组织如图3所示。
采用CN108179371A的方法制备的涂层。涂层显微组织如图4所示。
对比例2
参照实施例1的方法进行,不同的是,步骤6中真空舱内的真空度为30mbar。
后续喷涂过程中的基体预热温度最高只能达到500℃左右,所得涂层组织内无分层,高倍放大后组织中无层状组织,涂层结合强度为40-50MPa,孔隙率<1%,氧含量<0.5%,但是涂层最大可喷涂厚度约0.7mm,当厚度>0.7mm时涂层边缘翘起、开裂甚至直接脱落。
对比例3
参照对比例2的方法进行,不同的是,步骤8中喷枪功率为55kW。
所得涂层组织放大20倍后组织中有层状组织,如图5所示。涂层结合强度为45MPa,厚度2.0mm,孔隙率<5%,氧含量<0.1%。
对比例4
参照实施例1的方法进行,不同的是,步骤7中预热温度为600℃。
所得涂层组织内无分层,高倍放大后组织中无层状组织。涂层结合强度为55-65MPa,厚度2.0mm,孔隙率<1%,氧含量<0.1%。但是涂层边缘易出现翘起、开裂等缺陷。
通过上述实施例和对比例可以看出,采用本发明的实施例方案能够实现涂层内部无层状结构,且能制备厚合金涂层,厚度可大于常规制备的厚度极限0.7mm;且涂层边缘无翘起、开裂等缺陷。而不满足本发明方案的对比例,要么涂层内部具有层状结构,要么厚度无法突破常规厚度极限,要么涂层边缘出现翘起、开裂等缺陷。
进一步的,通过实施例1和实施例4可以看出,采用本发明优选实施例的方案,能够进一步提高涂层结合强度,降低涂层孔隙率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无分层组织结构的致密厚合金涂层的制备方法,其特征在于,所述致密厚合金涂层内部无层状结构且边缘无开裂和翘起,其厚度为2-3.5mm,且所述制备方法包括以下步骤:
1)将基材置于等离子喷涂设备中,控制真空度为0.2-0.5mbar,并控制等离子体焰流的长度和直径分别为1000-1200mm和200-300mm;
2)采用等离子喷枪将基材预热至700-1000℃;
3)然后在预热后的基材上等离子喷涂合金粉末,所述等离子喷涂的条件包括:喷涂功率为80-130kw,送粉速率为10-30g/min,喷涂距离为450-800mm,喷涂焰流与基材表面的相对线速度为1-3m/s;其中,所述合金粉末满足:粒度小于40μm,氧含量小于600ppm;所述合金粉末选自NiCoCrAlY、NiCrAlY、NiAl、NiAlW、CoCrW、CoCrMoSi中的至少一种;
4)喷涂结束后,进行冷却。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述控制真空度为0.2-0.5mbar的过程包括:
先将等离子喷涂设备中放置基材的真空舱内真空度抽至0.005-0.01mbar,之后用氩气回填至50-100mbar,再次抽真空至0.005-0.01mbar,然后用氩气回填至0.2-0.5mbar。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:在步骤1)中,先对基材进行表面粗糙化处理,再置于等离子喷涂设备中。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述表面粗糙化处理使得基材的表面粗糙度Ra为6-8μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述采用等离子喷枪将基材预热的过程包括:使用等离子喷枪焰流对基材表面进行快速吹扫预热,其中控制喷枪功率为60-150kw,吹扫距离为200-500mm,吹扫速度为200-1000mm/s,预热时间为3-8min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤4)中,所述冷却的冷却速度为5-40℃/min,冷却时间为20-60min。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法,其特征在于,所述冷却呈梯度分级冷却,后一梯度与前一梯度的冷却速度之差为5-20℃/min。
8.一种无分层组织结构的致密厚合金涂层,其特征在于,其通过权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的致密厚合金涂层,其特征在于,所述致密厚合金涂层还满足:孔隙率<1%,氧含量<0.1%;且所述致密厚合金涂层的结合强度>70MPa。
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