[发明专利]一种耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层及其制备方法

说明书

本技术属于航空发动机压气机机匣内壁等部件的气路封严涂层技术，特别是涉及一种耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层及其制备方法。该方法包括如下步骤：(1)底层制备，采用大气等离子喷涂方法在高温合金基体表面制备NiAl底层；(2)可磨耗面层制备，采用大气等离子喷涂方法在NiAl底层上制备NiCrAl/BN面层，NiCrAl/BN面层的相组成为NiCrAl合金相及非金属相h‑BN，所制备的NiCrAl/BN面层呈典型的多孔多相结构。采用本发明获得的耐腐蚀封严涂层，具有良好的抗海洋环境腐蚀能力，在经受海洋环境腐蚀后其涂层硬度、结合强度等性能衰减量低，满足航空发动机气路封严的使用要求。

技术领域

本技术属于航空发动机压气机机匣内壁等部件的气路封严涂层技术，特别是涉及一种耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层及其制备方法。

背景技术

目前，航空发动机从风扇、高压压气机到涡轮机匣表面都采用了不同的可磨耗封严涂层，封严涂层通过减小机匣与叶片尖端之间的间隙，来减少气流的径向损失以提高发动机的效率并降低油耗。但目前航空发动机用可磨耗封严涂层普遍存在抗腐蚀能力弱，腐蚀后涂层性能下降快，导致涂层失效引发飞行事故。因此，发展具有耐海洋环境腐蚀的可磨耗封严涂层是其应用发展的必然方向。目前可磨耗封严涂层的耐海洋腐蚀性能未列入涂层性能的考核指标，尚未出现具有抗海洋腐蚀能力的可磨耗封严涂层。所以，在保证涂层其他性能不变或提升的情况下，开发具有高耐蚀性的封严涂层，具有良好的应用前景和广阔的市场空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层及其制备方法，应用于航空发动机压气机机匣内壁，可以显著提升封严涂层的抗腐蚀性能，有效提高其寿命和可靠性。

本发明的技术方案是：

一种耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层，采用大气等离子喷涂NiAl底层和多孔多相NiCrAl/BN面层，双层组成的耐腐蚀可磨耗封严涂层，其中NiAl底层厚度为0.1mm～0.2mm，NiCrAl/BN面层厚度为2.0mm～2.5mm。

所述的耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层的制备方法，具体步骤如下：

(1)底层制备

采用大气等离子喷涂方法在高温合金基体表面制备NiAl底层；

(2)可磨耗面层制备

采用大气等离子喷涂方法在NiAl底层上制备NiCrAl/BN面层，NiCrAl/BN面层的相组成为NiCrAl合金相及非金属相h-BN，所制备的NiCrAl/BN面层呈典型的多孔多相结构。

所述的耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层的制备方法，面层制备过程包括除油、吹砂前保护、零件吹砂、等离子喷涂、清理，具体过程如下：

(1)喷涂涂层前，对零件进行除油处理，采用丙酮或者汽油擦洗；

(2)进行吹砂前保护，采用工装或保护胶带对零件非喷涂区域进行保护；

(3)进行零件喷砂处理，活化和粗化零部件表面，采用40目～80目白刚玉砂，吹砂压力为0.1MPa～0.3MPa；

(4)进行大气等离子喷涂，大气等离子喷涂参数为：电流300A～500A，氩气流量为50L/min～100L/min，氢气流量为3L/min～8L/min，送粉速率为30g～50g，喷涂距离为90mm～130mm，喷涂角度为75°～90°；

(5)喷涂结束后，去除保护胶带或者拆除保护夹具。

所述的耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层的制备方法，大气等离子喷涂NiAl底层所用NiAl合金粉末粒度在50μm～80μm之间。

所述的耐海洋腐蚀热喷涂可磨耗封严涂层的制备方法，按重量百分比计，NiAl底层中，Ni 90％～95％，Al 5～10％。