涂覆于高温合金表面的β-(Ni,Pt)Al单相合金层的制备方法
本发明涉及一种涂覆于高温合金表面的β-(Ni,Pt)Al单相合金层的制备方法,也即涉及具有单一物相的铂改性铝化物合金层材料及其制备方法。它可以提高高温合金(钛合金、镍基合金等)抗氧化性能,扩大在该领域中的应用。所述铂改性铝化物合金层材料由单相b-(Ni,Pt)Al构成,具有外生长结构,以及含量为5~15at%的Pt。如上所述单相合金层材料的制备方法包括如下步骤:高温合金表面电化学抛光步骤,电镀Ni、Pt步骤,高活性Al原子沉积步骤。所述单相合金层材料为高温合金提供较高的抗氧化性,具有高的热稳定性和抗热机械疲劳性能。
高温合金因其优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,被应用于航空航天、汽车工业、海洋工程、石油化工、医疗卫生等领域(如汽车发动机部件;汽车增压器涡轮等高温部件)。但是高温合金的工作环境极其复杂。基于能源和环境角度考虑,提高燃料利用率,减少废气排放,延长高温合金的使用寿命,要求高温合金具有更高的使用温度和抗高温氧化性能、抗热机械疲劳性能。
随着汽车工业的迅速发展,密度小、强度高、耐热的钛合金材料在汽车工业领域中的应用已得到高度重视。钛合金在汽车发动机上的应用,不仅减重,提高发动机效率,延长寿命,而且减少维修次数,具有很大的开发价值。然而通用钛合金的抗高温氧化性能较差,严重限制了其应用范围的进一步扩大。所以采用有效的方法来提高钛合金的抗高温氧化性能具有重要意义。
涡轮增压器在汽车工业中的应用已成为提高发动机效率,较少废气排放的有效手段。然而由于增压涡轮工作温度高,转速高,叶片极易受到高温燃气腐蚀,存在着很大的安全隐患。迫于安全和经济效益的角度考虑,提高增压涡轮叶片的抗氧化性和热稳定性就显得尤为重要,尤其是废气增压涡轮器。
但是,目前的研究主要在于高温合金的力学性能研究,合金元素对其性能的影响,掺杂元素对高温合金进行改性以及加工制造方法研究。对于在高温合金表面增加掺杂元素改性抗氧化合金层的研究少见报道,而关于具有单一物相的改性抗氧化合金层及其制备方法尚未见相关报道。
综上所述,本领域缺乏一种具有单一物相的改性抗氧化合金层。