本發(fā)明涉及高溫部件用金屬涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種高溫合金涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)利用電子束物理氣相沉積（EB-PVD）制備MCrAlY（其中M代表Ni，Co或NiCo）高溫合金涂層的方法有傳統(tǒng)EB-PVD技術(shù)和氣體離子束輔助EB-PVD技術(shù)。

EB-PVD是一種常用的制備MCrAlY涂層的技術(shù)，該技術(shù)特征是對(duì)基體預(yù)熱到一定溫度，EB-PVD制備MCrAlY涂層通常需要將基體預(yù)熱到900℃左右，然后用電子束對(duì)棒料加熱，使棒料材料熔化、沸騰形成蒸氣，蒸氣在基體上凝聚形成涂層。EB-PVD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是沉積速度快，可以達(dá)到每分鐘沉積3-4μm，可以沉積厚度超過(guò)100μm的涂層，涂層表面光滑，不需要拋光等處理即可直接進(jìn)行EB-PVD熱障涂層沉積。

傳統(tǒng)EB-PVD蒸氣的能量大約為0.1-1eV，該能量在沉積涂層過(guò)程中原子的遷移率低，通過(guò)工藝參數(shù)改變涂層結(jié)構(gòu)和性能的能力有限。而離子束能量可以達(dá)到幾千電子伏特，該能量使原子的遷移率大大提高，這足以影響涂層的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控，獲得致密或疏松的涂層，并可以調(diào)控涂層的應(yīng)力。

但在現(xiàn)有技術(shù)中，涂層與基體結(jié)合的強(qiáng)度都有待提升，涂層抗高溫氧化時(shí)的壽命較短，涂層在沉積時(shí)，工件的沉積溫度較高，對(duì)涂層結(jié)構(gòu)調(diào)控能力不是很理想，合金元素的成分及性能不能得到改善，此外，EB-PVD沉積高溫合金涂層過(guò)程會(huì)對(duì)離子源造成污染，因氣體離子源對(duì)環(huán)境清潔度要求高，導(dǎo)致氣體離子源在EB-PVD沉積高溫合金涂層時(shí)無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是解決以上技術(shù)中存在的問(wèn)題，并為此提供一種高溫合金涂層的制備機(jī)及制備方法。

一種高溫合金涂層的制備方法：

第一步，將合金棒料放入真空室的坩堝中，將離子源靶材放入離子源中；

第二步，將工件移動(dòng)到合金棒料正上方，設(shè)定工件的水平軸轉(zhuǎn)速為12rpm，并將擋板移動(dòng)至合金棒料和工件之間；

第三步，用電子槍預(yù)蒸發(fā)合金棒料，調(diào)節(jié)電子束流至1.6-1.9A，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，將束流降低至0.2-0.4A；

第四步，用電子槍對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，調(diào)節(jié)電子束流0.1A；

第五步，當(dāng)工件溫度達(dá)到700℃，啟動(dòng)離子源，將離子源引出電壓加載到5-7kV,轟擊4-7分鐘；

第六步，用電子槍預(yù)蒸發(fā)合金棒料，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，設(shè)定棒料上升速率1mm/min；

第七步，將離子源引出電壓降低為1-3kV，移開(kāi)擋板，讓工件完全暴露于蒸氣之中；

第八步，蒸發(fā)15-25分鐘后，關(guān)閉電子槍和離子源，待工件冷卻至室溫取出。

進(jìn)一步地，所述合金棒料為鎳鈷鉻鋁釔、鎳鉻鋁釔、鈷鉻鋁釔中的任一種。

進(jìn)一步地，所述離子源靶材的材料為鈦、鈦合金、鉿、錸、鎳鈷鉻鋁釔、鎳鉻鋁釔、鈷鉻鋁釔中的任一種。

進(jìn)一步地，所述真空室內(nèi)抽真空至1×10^-2Pa以下。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1. 涂層與基體結(jié)合的強(qiáng)度提高；

2. 提高涂層的抗高溫氧化壽命；

3. 金屬離子束對(duì)蒸氣云有活化電離作用，因而涂層在沉積時(shí)，可以降低工件的沉積溫度。

4.提升對(duì)涂層結(jié)構(gòu)調(diào)控能力，改善合金元素的成分及性能，在EB-PVD沉積高溫合金涂層時(shí)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施例

為了使本發(fā)明更容易被清楚理解，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作以詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種高溫合金涂層的制備方法：第一步，將合金棒料放入真空室7的坩堝5中，將離子源靶材放入離子源6中，離子源靶材的材料為鈦、鈦合金中的任一種；第二步，將工件2移動(dòng)到合金棒料正上方，設(shè)定工件2的水平軸3轉(zhuǎn)速為12rpm，并將擋板4移動(dòng)至合金棒料和工件2之間，合金棒料為鎳鈷鉻鋁釔合金棒料；第三步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，調(diào)節(jié)電子束流至1.6A，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，將束流降低至0.2A；第四步，用電子槍8對(duì)工件2進(jìn)行預(yù)熱，調(diào)節(jié)電子束流0.1A；第五步，當(dāng)工件2溫度達(dá)到700℃，啟動(dòng)離子源6，將離子源6引出電壓加載到5kV,轟擊4分鐘；第六步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，設(shè)定棒料上升速率1mm/min；第七步，將離子源6引出電壓降低為1kV，移開(kāi)擋板4，讓工件2完全暴露于蒸氣之中；第八步，蒸發(fā)15分鐘后，關(guān)閉電子槍8和離子源6，待工件2冷卻至室溫取出。

實(shí)施例2

如圖1所示，一種高溫合金涂層的制備方法：第一步，將合金棒料放入真空室7的坩堝5中，將離子源靶材放入離子源6中，離子源靶材的材料為鉿、錸中的任一種，所述真空室內(nèi)抽真空至1×10^-2Pa以下；第二步，將工件2移動(dòng)到合金棒料正上方，設(shè)定工件2的水平軸3轉(zhuǎn)速為12rpm，并將擋板4移動(dòng)至合金棒料和工件2之間，合金棒料為鎳鉻鋁釔合金棒料；第三步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，調(diào)節(jié)電子束流至1.8A，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，將束流降低至0.3A；第四步，用電子槍8對(duì)工件2進(jìn)行預(yù)熱，調(diào)節(jié)電子束流0.1A；第五步，當(dāng)工件2溫度達(dá)到700℃，啟動(dòng)離子源6，將離子源6引出電壓加載到6kV,轟擊5分鐘；第六步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，設(shè)定棒料上升速率1mm/min；第七步，將離子源6引出電壓降低為2kV，移開(kāi)擋板4，讓工件2完全暴露于蒸氣之中；第八步，蒸發(fā)20分鐘后，關(guān)閉電子槍8和離子源6，待工件2冷卻至室溫取出。

實(shí)施例3

如圖1所示，一種高溫合金涂層的制備方法：第一步，將合金棒料放入真空室7的坩堝5中，合金棒料為鈷鉻鋁釔合金棒料，將離子源靶材放入離子源6中，離子源靶材的材料為鎳鈷鉻鋁釔、鎳鉻鋁釔、鈷鉻鋁釔中的任一種，所述真空室內(nèi)抽真空至1×10^-2Pa以下；第二步，將工件2移動(dòng)到合金棒料正上方，設(shè)定工件2的水平軸3轉(zhuǎn)速為12rpm，并將擋板4移動(dòng)至合金棒料和工件2之間；第三步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，調(diào)節(jié)電子束流至1.9A，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，將束流降低至0.4A；第四步，用電子槍8對(duì)工件2進(jìn)行預(yù)熱，調(diào)節(jié)電子束流0.1A；第五步，當(dāng)工件2溫度達(dá)到700℃，啟動(dòng)離子源6，將離子源6引出電壓加載到7kV,轟擊7分鐘；第六步，用電子槍8預(yù)蒸發(fā)合金棒料，當(dāng)棒料表面完全熔化，呈沸騰狀，設(shè)定棒料上升速率1mm/min；第七步，將離子源6引出電壓降低為3kV，移開(kāi)擋板4，讓工件2完全暴露于蒸氣之中；第八步，蒸發(fā)25分鐘后，關(guān)閉電子槍8和離子源6，待工件2冷卻至室溫取出。