申请/专利权人：南昌航空大学

申请日：2024-02-02

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117926195A

主分类号：C23C14/34

分类号：C23C14/34;C23C14/54;C23C14/16;C23C14/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明一种增强镍镍基高温合金界面结合力的涂层制备方法，采用双层辉光等离子表面冶金技术，以纯镍为靶材，控制镍基高温合金工件表面温度并通过两步调控涂层生长，第一步形成具有微米尺寸钉扎结构的Ni‑Fe‑Cr互扩散层界面，第二步形成具有柱状晶结构的镍沉积层，得到具有高界面结合强度的涂层。本发明利用镍层与镍基高温合金的高界面相容性，制备的涂层结构由界面钉扎和纯镍层柱状晶所组成，其中单个界面钉尺寸为20~50微米并嵌入基体材料，纯镍层为柱状晶结构，提高了涂层与基体界面的结合强度。本发明涂层在800℃热震实验中，抗热震次数大于200次，并经划痕法测试，涂层结合力高于70N，力学性能优异。

主权项：1.一种增强镍镍基高温合金界面结合力的涂层制备方法，其特征在于：所述的涂层制备方法采用双层辉光等离子表面冶金技术，以纯镍为靶材，控制镍基高温合金工件表面温度并通过两步调控涂层生长，第一步形成具有微米尺寸钉扎结构的Ni-Fe-Cr互扩散层界面，第二步形成具有柱状晶结构的镍沉积层，得到具有高界面结合强度的涂层；具体步骤如下：步骤1：采用SiC砂纸逐级打磨镍基高温合金工件，并抛光为镜面，再分别用丙酮和无水乙醇超声清洗15min后，风干备用；步骤2：对双层辉光等离子表面冶金设备的炉内壁、工装结构以及靶材用无水乙醇清洗后，放置高温合金工件和Ni靶材，其中镍基高温合金工件为阴极，Ni靶材为源极，阴极和源极之间的极间距为5~15mm；步骤3：用机械泵和分子泵将双层辉光等离子表面冶金设备的炉内真空度控制在6×10-4Pa，充入氩气，控制气压在20~40Pa，氩气的流量为15sccm，运行双层辉光等离子表面冶金设备；步骤4：用双色红外测温测量镍基高温合金工件表面温度，同时升高阴极和源极电压，阴极电压单次调节10~20V，源极电压单次调节数值为阴极的0.2~0.7倍，升温速率控制为5~10℃min；步骤5：保证镍基高温合金工件表面温度为400~600℃，工作气压为20~40Pa，保温时间为15~60min，以岛状生长方式形成界面钉扎结构的Ni-Fe-Cr互扩散层；步骤6：单独升高源极的电压至1000~1500V，升温速率为8~15℃min；步骤7：保证镍基高温合金工件表面温度为750~850℃，工作气压为20~40Pa，保温时间为3~5h，以外延柱状生长方式形成柱状晶结构的纯镍沉积层；步骤8：沉积结束后，依次降源极和阴极电压，降温速率控制为3~6℃min，冷却至室温后，得到界面具有钉扎结构的Ni-Fe-Cr互扩散层和外侧为柱状晶结构的纯镍沉积层，构成镍镍基高温合金界面高结合力的涂层。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南昌航空大学 一种增强镍/镍基高温合金界面结合力的涂层制备方法

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