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专利摘要

本发明涉及可磨耗封严涂层技术领域，具体涉及一种高温自润滑可磨耗封严涂层及制备方法。具体技术方案为：一种高温自润滑可磨耗封严涂层，包括封严涂层底层、封严涂层中间层和封严涂层面层；所述封严涂层底层为Ni<subgt;5</subgt;Al复合粉或Ni<subgt;20</subgt;Al复合粉，所述封严涂层中间层为纯Ni粉，所述封严涂层面层包括BaF<subgt;2</subgt;或CaF<subgt;2</subgt;或（Ba、Ca）F<subgt;2</subgt;共晶体粉末、玻璃态陶瓷粉末和NiCr合金粉末。本发明提供的涂层具有热膨胀匹配性好、结合强度高、自润滑、摩擦系数低、抗氧化及服役时间长等特性，最高工作温度为850℃，可适用于航空发动机燃烧室内小孔径部件的气路封严。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311599312.4
申请日期:
2023-11-28
专利申请人:
分类号:
C23C4/08;C23C4/06;C23C4/134;C22C19/03;C22C32/00
发明/设计人:
刘建明，吴超，刘通，郭丹，李振铎，黄凌峰，王帅，郭睿
权利要求: 1.一种高温自润滑可磨耗封严涂层，其特征在于：包括封严涂层底层、封严涂层中间层和封严涂层面层；所述封严涂层底层为Ni5Al复合粉或Ni20Al复合粉，所述封严涂层中间层为纯Ni粉，所述封严涂层面层包括BaF2或CaF2或（Ba、Ca）F2共晶体粉末、玻璃态陶瓷粉末和NiCr合金粉末。2.根据权利要求1所述的一种高温自润滑可磨耗封严涂层，其特征在于：以质量百分比计，所述Ni5Al复合粉包括：4.0～6.0wt%的Al、余量为Ni；所述Ni20Al复合粉包括17.0～20.0wt%的Al、余量为Ni。3.根据权利要求1所述的一种高温自润滑可磨耗封严涂层，其特征在于：以质量百分比计，所述封严涂层面层包括15.0～25.0wt%的BaF2或CaF2或（Ba、Ca）F2共晶体粉末、15.0～25.0wt%的玻璃态陶瓷粉末、余量为NiCr合金粉末。4.根据权利要求3所述的一种高温自润滑可磨耗封严涂层，其特征在于：以质量百分比计，所述（Ba、Ca）F2共晶体粉末是将55～65wt%的BaF2和35～45wt%CaF2混合均匀后，在1000～1100℃下烧结2～3h生成共晶相，经破碎后形成共晶体粉末。5.根据权利要求1或3所述的一种高温自润滑可磨耗封严涂层，其特征在于：以质量百分比计，所述玻璃态陶瓷粉末包括20.0～25.0wt%的BaO、5.0～10.0wt%的CaO、10.0～15.0wt%的K2O、余量为SiO2。6.一种权利要求1～5任一项所述的高温自润滑可磨耗封严涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将高温合金基体清洁后进行干燥和喷砂粗化；（2）采用等离子喷涂工艺在步骤（1）粗化的基体上沉积形成高温自润滑封严涂层底层；（3）采用等离子喷涂工艺在步骤（2）封严涂层的底层上沉积形成封严涂层的Ni中间层；（4）采用等离子喷涂工艺在步骤（3）Ni中间层上沉积形成可磨耗封严涂层面层。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，喷涂工艺参数为：控制主气流量40～45NLPM、辅气流量6～9NLPM、载气流量3～5NLPM、电流500～550A、喷涂功率36～38kW、送粉速率45～55g/min、喷涂距离130～150mm，走枪速率为6～7mm/s。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，喷涂工艺参数为：控制主气流量45～50NLPM、辅气流量10～12NLPM、载气流量4～6NLPM、电流500～550A、喷涂功率40～42kW、送粉速率55～60g/min、喷涂距离130～150mm，走枪速率为6～7mm/s。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，喷涂工艺参数为：控制主气流量25～45NLPM，辅气流量5～10NLPM，载气流量3～7NLPM，电流300～500A，喷涂功率10～40kW；控制送粉速率20～50g/min，喷涂距离50～140mm，走枪速率为3～10mm/s。10.根据权利要求6～9任一项所述的制备方法，其特征在于：所述封严涂层的底层的厚度为0.1～0.18mm，中间层的厚度为0.45～0.60mm，可磨耗面层的厚度为0.3～0.8mm。