【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料表面合金化及涂層，具體涉及到一種基于hf改性的鋁硅共滲涂層及其制備方法。
技術介紹
1、通過滲al在合金表面形成al膜，由于氧化鋁的致密性阻礙水蒸氣對基材的腐蝕；通過滲si提高基材本省的抗腐蝕能力，兩者相結合提高整體的抗腐蝕能力。由于高溫工作環境的影響，其涂層表面氧化物的生成速度較快，大量的al與空氣反應，使涂層表面強度受到影響，當涂層表面氧化層厚度達到一定范圍時，涂層的高溫防腐效果下降，如若使用任存在氧化物脫落，火電管道堵塞、炸管等現象的發生。
2、hf作為一種活性元素，其在高溫防氧化工作中有著特殊的優勢。hf在摻雜過程中會與空氣中的氧氣發生反應生成氧化物，該氧化物不均勻的分布在涂層內部，起到釘扎和阻礙成分偏析的作用。由于hf可以阻礙al的擴散，al2o3的生成速度大幅度減緩，使氧化層的使用壽命大幅度增加。
3、然而，在鋁硅共滲過程中，hf的摻雜可能會導致涂層內部成分分布不均。hf元素的高活性可能使其在涂層中的分布呈現局部富集，這會導致涂層在抗氧化性能上產生差異，即某些區域抗氧化性強，而另一些區域則相對較弱，也即，雖然摻雜hf的鋁硅共滲涂層在理論上具有提高合金高溫抗腐蝕和抗氧化性能的潛力，但在實際制備過程中仍存在成分不均勻、氧化物生成速度控制困難、涂層與基體結合力問題、涂層表面質量問題以及制備工藝復雜性與成本等缺陷。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘
2、鑒于上述和/或現有技術中存在的問題，提出了本專利技術。
3、因此，本專利技術的目的是，克服現有技術中的不足，提供一種基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法。
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：包括，
5、固相成分經球磨得到固相滲劑，固相滲劑與液相組分混合，充分攪拌后經球磨，得到涂覆漿料；
6、涂覆漿料噴涂至經過預熱的待處理工件表面，依次經自然風干、固化，得到涂覆完成的工件；
7、將涂覆完成的工件依次經過熱處理、后處理，自然風干即在工件表面形成基于hf改性的鋁硅共滲涂層；
8、其中，所述固相成分以質量百分比計包括，40～70％的al、15～30％的si、10～20％的al2o3、2～5％的nh4cl、3～7％的hf；
9、所述液相組分以質量百分比計包括，質量濃度為70～90％的al(h2po4)3溶液、質量濃度為10～30％的cro3溶液，其中，al(h2po4)3溶液與cro3溶液的質量比為1:0.8～1.2。
10、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述固相成分的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
11、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述固相滲劑與液相組分混合后的充分攪拌時間為2～4h，其中，固相滲劑與液相組分的固液比為10g：4～6ml。
12、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述固相滲劑與液相組分混合后的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
13、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述待處理工件的預熱條件為在200～250℃下中頻預熱30～60min。
14、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述涂覆漿料的噴涂壓力為0.5～2mpa，噴涂后涂覆層厚度為0.1～5mm，工件的涂覆層覆蓋率>98％。
15、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述固化的溫度為300～450℃，固化時間為24～48h。
16、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法的一種優選方案，其中：所述熱處理在惰性氣體條件下進行，熱處理溫度為980～1150℃，熱處理時間為8～15min，惰性氣體包括ar或n2。
17、本專利技術的再一目的是，提供一種基于hf改性的鋁硅共滲涂層。
18、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的一種優選方案，其中：所述鋁硅共滲涂層的厚度為25～48μm，al原子含量為25％～40％。
19、作為本專利技術所述基于hf改性的鋁硅共滲涂層的一種優選方案，其中：所述鋁硅共滲涂層在600℃純水蒸汽環境中，抗氧化能力較母材提升19～65倍；在650℃純水蒸汽環境中，抗氧化能力較母材提升20～78倍。
20、本專利技術有益效果：
21、本專利技術提供的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，通過在惰性氣氛下熱處理，有效避免了奧氏體鋼可能出現的氧化、氫脆等現象，保護工件基體的同時提高了滲速，通過自然風干結合中低溫固化的分段漿料固化工藝有效避免了直接烘干時料漿層因熱應力產生的微裂紋及微小孔洞問題，且增強了料漿層與工件表面的結合強度，為防止高溫下料漿組分的快速蒸發，采用快速升溫、短時保溫對工件進行熱處理，整體制備生產效率高、厚度可控，適用于各種復雜形狀的金屬工件，工藝可重復性高，具有極強的實用性和普適性。
22、此外，通過在漿料組分中添加鹵化物nh4cl，起到了催滲、活化的效果，提升了滲速及涂層質量；滲劑中加入hf，氧化時可形成hfo2，可以釘扎氧化膜，防止脫落，使得氧化膜與基體結合力提升，通過引入si元素改性鋁化物抗氧化涂層，提升涂層的抗熱腐蝕能力，進一步的，引入hf元素改性，可以在氧化物晶界聚集、阻礙母材進一步氧化，其氧化產物hfo2可以釘扎氧化膜，增強氧化膜防剝落性能。
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1.一種基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相成分的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
3.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相滲劑與液相組分混合后的充分攪拌時間為2～4h，其中，固相滲劑與液相組分的固液比為10g：4～6ml。
4.如權利要求3所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相滲劑與液相組分混合后的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
5.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述待處理工件的預熱條件為在200～250℃下中頻預熱30～60min。
6.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述涂覆漿料的噴涂壓力為0.5～2MPa，噴涂后涂覆層厚度為0.1～5mm，工件的涂覆層覆蓋率>98％。
7.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲
8.如權利要求1所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述熱處理在惰性氣體條件下進行，熱處理溫度為980～1150℃，熱處理時間為8～15min，惰性氣體包括Ar或N2。
9.如權利要求1～8任一所述的基于Hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法制備得到的鋁硅共滲涂層，其特征在于：所述鋁硅共滲涂層的厚度為25～48μm，Al原子含量為25％～40％。
10.如權利要求9所述的鋁硅共滲涂層，其特征在于：所述鋁硅共滲涂層在600℃純水蒸汽環境中，抗氧化能力較母材提升19～65倍；
...【技術特征摘要】
1.一種基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相成分的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
3.如權利要求1所述的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相滲劑與液相組分混合后的充分攪拌時間為2～4h，其中，固相滲劑與液相組分的固液比為10g：4～6ml。
4.如權利要求3所述的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述固相滲劑與液相組分混合后的球磨轉速為350～400rpm，球磨時間為8～12h。
5.如權利要求1所述的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的制備方法，其特征在于：所述待處理工件的預熱條件為在200～250℃下中頻預熱30～60min。
6.如權利要求1所述的基于hf改性的鋁硅共滲涂層的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡新元，雷中輝，宋友亞，趙文瑋，王鵬，張醒興，李軍慶，黃錦陽，魯金濤，袁勇，
申請(專利權)人：西安熱工研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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