(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利地址410083湖南省長沙市麓山南路932號所(特殊普通合伙)32272審查員巫婷一種鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑及滲鋁方法本發(fā)明公開了一種鎳基高溫合金鋁硅固體~40%的鋁-硅合金、1～2%的純鉻；所述活化劑B包括1～2%的氯化鈉、0.5～1.5%的氯化銨；所述催化劑C包括0～2%的鉬粉、0～1.5%的氧化鈰、0～1%的氧化鑭。本發(fā)明滲鋁劑中的稀土元采用三段式高溫粉末包埋滲鋁的方法制備鎳基2按照質(zhì)量百分比配置滲鋁劑；采用粉末包埋高溫?cái)U(kuò)散的方法，用滲鋁劑包埋鎳基高溫合金，在600~700℃、800~900℃和500~700℃三段溫度下處理；進(jìn)行擴(kuò)散退火處理；其中，所述滲鋁劑由金屬源A、活化劑B和催化劑C均勻混合而其中，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述金屬源A包括60~62%的純鋁、31~33%的鋁-硅合金、1~2%的純鉻；所述活化劑B包括1~2%的氯化鈉、0.8~1.0%的氯化銨；所述催化劑C包括1.3~1.5%的鉬所述催化劑C中氧化鈰和氧化鑭的比例不超過4:1。鉻混合熔化、氣霧化制粉得到金屬源A;將氯化鈉、氯化銨混合得到活化劑B;將所述鉬粉、氧化鈰和氧化鑭混合得到催化劑C;3.如權(quán)利要求1或2所述的滲鋁方法，其特征在于：所述三段溫度下處理，將滲鋁劑包埋鎳基高溫合金后，在600~700℃下保溫0.5~1h,隨后升溫至800~900℃保溫2~3h,最后降溫至500~700℃保溫0.5~1h后取出。4.如權(quán)利要求3所述的滲鋁方法，其特征在于：所述用滲鋁劑包埋鎳基高溫合金，于滲罐中包埋，所述滲罐為高純剛玉材質(zhì)。5.如權(quán)利要求1、2、4中任一項(xiàng)所述的滲鋁方法，其特征在于：所述進(jìn)行擴(kuò)散退火處理，退火溫度為800~1000℃,退火時間4~8h,冷卻方式為隨爐冷。6.如權(quán)利要求5所述的滲鋁方法，其特征在于：還包括，滲鋁前對鎳基高溫合金進(jìn)行預(yù)7.如權(quán)利要求6所述的滲鋁方法，其特征在于：所述預(yù)處理，將鎳基高溫合金依次用600目、1000目的砂紙進(jìn)行打磨，用0.5μm金剛石對鎳基高溫合金進(jìn)行拋光處理，分別用丙酮和8.如權(quán)利要求1、2、4、6、7中任一項(xiàng)所述的滲鋁方法，其特征在于：每個尺寸為10mm*3一種鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑及滲鋁方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于金屬表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑及滲鋁方法。背景技術(shù)[0002]隨著航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)對推重比的要求越來越高，使得其熱端部件材料的服役條件越來越苛刻，而鎳基高溫合金憑借其優(yōu)異的高溫力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)的葉片等熱端部件中，但僅僅使用鎳基高溫合金是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在如今，先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)燃?xì)膺M(jìn)口溫度可高達(dá)1600℃,發(fā)動機(jī)葉片工作溫度可達(dá)1000℃以上，由于材料自身性能所能達(dá)到的程度是相對有限的，并且在高溫環(huán)境下葉片更容易受到氧化和腐蝕，因此必須通過表面處理技術(shù)來提高其高溫環(huán)境下的抗氧化和耐腐蝕性能，同時又不影響其高溫強(qiáng)度。[0003]目前常用的滲鋁工藝主要有固體包埋滲鋁、氣體滲鋁、料漿涂層滲鋁和真空鍍膜擴(kuò)散滲鋁等。其中固體包埋滲鋁就是將工件和粉末狀滲鋁劑一起裝入密封的滲鋁箱中，經(jīng)過加熱、保溫和擴(kuò)散退火等工序，實(shí)現(xiàn)表面滲鋁的方法，而工件非滲鋁表面可通過涂抹防護(hù)涂層來進(jìn)行保護(hù)。該方法是迄今為止應(yīng)用最為廣泛，且操作簡單、滲層深度和成分容易控制耐腐蝕性不足和滲鋁速度較為緩慢等問題。同時一般的滲鋁劑并不適用于低鉻高鉬的鎳基合金，滲鋁涂層很難保護(hù)合金免受腐蝕影響。發(fā)明內(nèi)容[0004]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。[0006]本發(fā)明的其中一個目的是提供一種鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑，。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑，所述滲鋁劑由金屬源A、活化劑B和催化劑C均勻混合而成；[0008]其中，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述金屬源A包括60～70%的純鋁、30～40%的鋁-硅合金、1～2%的純鉻；所述活化劑B包括1～2%的氯化鈉、0.5～1.5%的氯化銨；所述催化劑C包括0～2%的鉬粉、0～1.5%的氧化鈰、0～1%的氧化鑭。[0009]作為本發(fā)明鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑的一種優(yōu)選方案，其中：所述催化劑C中氧化鈰和氧化鑭的比例不超過4:1。[0011]按照上述所述的質(zhì)量百分比配置滲鋁劑；[0012]采用粉末包埋高溫?cái)U(kuò)散的方法，用滲鋁劑包埋鎳基高溫合金，在600～700℃、8004~900℃和500～700℃三段溫度下處理；[0013]進(jìn)行擴(kuò)散退火處理。[0014]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述配置滲鋁劑，將純鋁、鋁-硅合金、純鉻混合熔化、氣霧化制粉得到金屬源A;將氯化鈉、氯化銨混合得到活化劑B;將所述鉬粉、氧化鈰和氧化鑭混合得到催化劑C;[0016]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述三段溫度下處理，將滲鋁劑包埋鎳基高溫合金后，在600～700℃下保溫0.5～1h,隨后升溫至800～900℃保溫2～3h,最后降溫至500～700℃保溫0.5～1h后取出。[0017]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述用滲鋁劑包埋鎳基高溫合金，于[0018]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述進(jìn)行擴(kuò)散退火處理，退火溫度為800～1000℃,退火時間4～8h,冷卻方式為隨爐冷。[0019]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括，滲鋁前對鎳基高溫合金進(jìn)行[0020]作為本發(fā)明滲鋁方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預(yù)處理，將鎳基高溫合金依次用600目、1000目的砂紙進(jìn)行打磨，用0.5μm溫合金使用200g所述滲鋁劑。[0023]本發(fā)明滲鋁劑中的稀土元素可以提高滲鋁過程中鋁原子的吸附能，催化滲鋁過程的進(jìn)行，所獲得的涂層組織均勻致密。并采用三段式高溫粉末包埋滲鋁的方法制備鎳基高溫合金滲鋁層，可以顯著地提高滲鋁過程中原子擴(kuò)散速率，并且通過后續(xù)擴(kuò)散退火能夠提高涂層的均勻程度。附圖說明[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的粉末圖；[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1～3的光學(xué)顯微鏡圖；[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1～3的掃描電鏡圖。具體實(shí)施方式[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合說明書實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。[0029]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以5采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實(shí)施例中”并非均指同一個實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。[0031]如無特別說明，實(shí)施例中所采用的原料均為商業(yè)購買。[0032]實(shí)施例1行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0034](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金60g、純鉻3g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉3g、氯化銨1.5g;催化劑C:取鉬粉2.5g、氧化鈰粉末2.5g、氧化鑭粉末1.5g。采用球磨機(jī)將三個組分內(nèi)干燥2h備用；[0035](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至700℃,然后將包埋好樣品的坩堝放入爐內(nèi)，并開始計(jì)時，0.5h后升溫至850℃保溫2h,最后降溫至700℃保溫0.5h,升溫時間均為15min,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾水中清洗5min,然后吹干，并用剛玉噴砂。[0036](4)將得到的滲鋁樣品放入電阻箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散退火，退火溫度為800℃,退火時間5h,冷卻方式為隨爐冷。[0037]實(shí)施例2行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0039](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金66g、純鉻2.6g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉2.4g、氯化銨2g;催化劑C:取鉬粉3g、氧化鈰粉末2.4g、氧化鑭粉末1.6g。采用球磨機(jī)將三個組分混合均勻，放入120℃烘箱內(nèi)干燥2h備用；[0040](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至600℃,然后將包埋好樣品的坩堝放入爐內(nèi)，并開始計(jì)時，1h后升溫至900℃保溫1h,最后降溫至600℃保溫1h,升溫時間均為15min,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾水中清洗5min,然后吹干，并用剛玉噴砂。[0041](4)將得到的滲鋁樣品放入電阻箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散退火，退火溫度為800℃,退火時間5h,冷卻方式為隨爐冷。[0043](1)采用線切割得到10mm*10mm*2mm的鎳基合行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0044](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金666g、純鉻2.6g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉2.4g、氯化銨2g;催化劑C:取鉬粉3g、氧化鈰粉末2.4g、氧化鑭粉末1.6g。采用球磨機(jī)將三個組分混合均勻，放入120℃烘箱內(nèi)干燥2h備用；[0045](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至700℃,然后將包埋好樣品的坩堝放入爐內(nèi)，并開始計(jì)時，0.5h后升溫至850℃保溫2h,最后降溫至600℃保溫0.5h,升溫時間均為15min,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾水中清洗5min,然后吹干，并用剛玉噴砂。[0046](4)將得到的滲鋁樣品放入電阻箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散退火，退火溫度為900℃,退火時間4h,冷卻方式為隨爐冷。[0047]實(shí)施例1～3的光學(xué)顯微鏡圖如圖2所示，實(shí)施例1～3的掃描電鏡圖如圖3所示。由圖2、圖3可以看出通過本發(fā)明的鎳基高溫合金鋁硅固體粉末滲鋁劑和滲鋁方法對試件表面進(jìn)行滲鋁后，試件表面的滲鋁層均勻致密、連續(xù)性好，且基體界面處氧化物顆粒夾雜明顯減少。當(dāng)三段式滲鋁溫度為700℃/0.5h,850℃/2h和600℃/0.5h,且擴(kuò)散退火溫度為900℃,退[0048]對比例1行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0050](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金66g、純鉻2.6g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉2.個組分混合均勻，放入120℃烘箱內(nèi)干燥2h備用；[0051](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至700℃,然后將包埋好樣品的坩堝放入爐內(nèi)，并開始計(jì)時，0.5h后升溫至850℃保溫2h,最后降溫至600℃保溫0.5h,升溫時間均為15min,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾水中清洗5min,然后吹干，并用剛玉噴砂。[0052](4)將得到的滲鋁樣品放入電阻箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散退火，退火溫度為900℃,退火時間4h,冷卻方式為隨爐冷。[0053]對比例2行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0055](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金66g、純鉻2.6g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉2.4g、氯化銨2g;催化劑C:取鉬粉3g、氧化鈰粉末2.4g、氧化鑭粉末1.6g。采用球磨機(jī)將三個組分混合均勻，放入120℃烘箱內(nèi)干燥2h備用；[0056](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至700℃,然后將包埋好樣品的坩堝放入爐內(nèi)，并開始計(jì)時，0.5h后升溫至850℃保溫2h,最后降溫至600℃保溫0.5h,升溫時間均為15min,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾水中清洗5min,然后吹干，并用剛玉噴砂。7[0057]對比例3行打磨，然后用0.5μm金剛石進(jìn)行拋光；接著用丙酮溶液和酒精對鎳基合金片各超聲清洗5min,再放入真空干燥箱中100℃干燥30min;[0059](2)用精確度為0.1mg的電子天平配置滲鋁劑金屬源A:取純鋁120g、鋁-硅合金66g、純鉻2.6g熔化后通過氣霧化制粉；活化劑B:取氯化鈉2.4g、氯化銨2g;催化劑C:取鉬粉3g、氧化鈰粉末2.4g、氧化鑭粉末1.6g。采用球磨機(jī)將三個組分混合均勻，放入120℃烘箱內(nèi)干燥2h備用；[0060](3)將200g滲鋁劑與鎳基合金板依次裝入坩堝中，在坩堝上部塞滿陶瓷纖維棉。將馬費(fèi)爐升溫至850℃保溫3h,隨后取出坩堝，空冷至室溫，取出樣品，用超聲波將其放在蒸餾[0061](4)將得到的滲鋁樣品放入電阻箱內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散退火，退火溫度為900℃,退火時間4h,冷卻方式為隨爐冷。[0062]對實(shí)施例1～3和對比例1～3得到的試樣進(jìn)行平均腐蝕速率測試，使用電化學(xué)測試儀在3.5%NaCl溶液中進(jìn)行了極化測試以表征樣品的耐腐蝕性能，其中腐蝕速率(CR)由法拉第方程計(jì)算所得：[0065]表1[0066]試樣CR(mm/y)實(shí)施例10.083實(shí)施例20.075實(shí)施例30.052對比例1