專利名稱：一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑及方法
技術領域：
本發明屬于化學氣相沉積技術領域，具體為一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑及方法。
背景技術：
在現有的給葉片表面加工滲鋁硅工藝中，國內僅有采用料漿滲鋁硅工藝，其中料漿滲鋁硅采用滲劑包括將鋁硅滲劑、粘接劑、活化劑、稀釋劑按照比例混合，攪拌均勻成糊狀，并涂覆于葉片零件外表面。此種料漿滲鋁硅工藝復雜、操作過程繁瑣、容易造成涂刷不均勻、料漿涂覆厚度無法精確控制及容易粘接等缺點。此外對于在發動機中的復雜內腔葉片上進行滲鋁硅處理時，由于發動機本身結構的影響，無法進行料漿滲鋁硅處理，需要采用新的滲鋁硅工藝。

發明內容
要解決的技術問題為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑及方法。技術方案本發明的技術方案為所述一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑，其特征在于所述滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；金屬硅粉為200目 400目，金屬硅粉重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的80 90%;鐵鋁粉為200目 400目，其中鐵占鐵鋁粉總質量的50% 60% ；氯化銨重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的2 3%。一種采用前述滲劑的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將滲劑混合放入料盒內， 料盒置于馬弗罐底部，對罐體抽真空，真空度要求10 50 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至900士 10°C后，保溫2 4小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為1000 1500r/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下出爐空冷至室溫；步驟4 將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 6. 65-10. 64Pa，并將真空爐加熱至900士 10°C后，保溫至少1小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。有益效果本發明的優點是滲劑配料簡便，原材料價格便宜；通過氣相滲鋁硅使得復雜內腔葉片型面得到均勻的鋁硅滲層，而且可精確控制滲層深度及組織成分，且不粘接。從金相分析結果可以看出，采用本發明提出的方法，鋁硅滲層組織均勻連續，本發明能夠增強葉片的抗氧化及防腐性能，提高葉片的使用壽命。


圖1 鋁硅滲層的金相組織；圖2 鋁元素隨滲層深度的變化關系；圖3 硅元素隨滲層深度的變化關系；
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發明實施例1 本實施例中的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；其中金屬硅粉按照GB14849-2007選取，本實施例中采用的金屬硅粉為200 目，質量為800g;鐵鋁粉為200目，質量為200g，鐵占鐵鋁粉總質量的50% ；氯化銨質量為 20g。下面進行工藝操作步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將上述混合好的滲劑放入料盒內，料盒置于馬弗罐底部，采用機械泵對罐體抽真空，真空度要求10 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至900°C后，保溫2小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為lOOOr/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下后出爐空冷至室溫；此時待加工葉片上已經形成鋁硅滲層，但此時鋁硅滲層較脆，易剝落，還需下面進一步擴散處理；步驟4 將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 6. 65Pa,并將真空爐加熱至900°C后，保溫1小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。通過金相分析和光譜分析，本實施例中鋁硅滲層厚度20-25 μ m，滲層組織均勻、連續；硅元素含量3 %，鋁元素含量沈%。實施例2 本實施例中的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；其中金屬硅粉按照GB14849-2007選取，本實施例中采用的金屬硅粉為300 目，質量為850g;鐵鋁粉為400目，質量為150g，鐵占鐵鋁粉總質量的60% ；氯化銨質量為 25go下面進行工藝操作步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將上述混合好的滲劑放入料盒內，料盒置于馬弗罐底部，采用機械泵對罐體抽真空，真空度要求20 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至910°C后，保溫3小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為1500r/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下后出爐空冷至室溫；此時待加工葉片上已經形成鋁硅滲層，但此時鋁硅滲層較脆，易剝落，還需下面進一步擴散處理；
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步驟4 將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 8Pa，并將真空爐加熱至905°C后，保溫1. 2小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。通過金相分析和光譜分析，本實施例中鋁硅滲層厚度18-23 μ m，滲層組織均勻、連續；硅元素含量4 %，鋁元素含量25 %。實施例3 本實施例中的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；其中金屬硅粉按照GB14849-2007選取，本實施例中采用的金屬硅粉為400 目，質量為900g;鐵鋁粉為300目，質量為100g，鐵占鐵鋁粉總質量的55% ；氯化銨質量為 30g。下面進行工藝操作步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將上述混合好的滲劑放入料盒內，料盒置于馬弗罐底部，采用機械泵對罐體抽真空，真空度要求50 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至890°C后，保溫4小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為1200r/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下后出爐空冷至室溫；此時待加工葉片上已經形成鋁硅滲層，但此時鋁硅滲層較脆，易剝落，還需下面進一步擴散處理；步驟4 將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 10. 64Pa,并將真空爐加熱至890°C后，保溫2小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。通過金相分析和光譜分析，本實施例中鋁硅滲層厚度沈-30 μ m,滲層組織均勻、連續；硅元素含量5 %，鋁元素含量23 %。實施例4 本實施例中的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；其中金屬硅粉按照GB14849-2007選取，本實施例中采用的金屬硅粉為300 目，質量為850g;鐵鋁粉為300目，質量為150g，鐵占鐵鋁粉總質量的60% ；氯化銨質量為 25go下面進行工藝操作步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將上述混合好的滲劑放入料盒內，料盒置于馬弗罐底部，采用機械泵對罐體抽真空，真空度要求40 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至905°C后，保溫2. 5小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為1300r/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下后出爐空冷至室溫；此時待加工葉片上已經形成鋁硅滲層，但此時鋁硅滲層較脆，易剝落，還需下面進一步擴散處理；步驟4 將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 9Pa，并將真空爐加熱至910°C后，保溫1小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。通過金相分析和光譜分析，本實施例中鋁硅滲層厚度22-27 μ m，滲層組織均勻、連續；硅元素含量4 %，鋁元素含量M %。
權利要求
1.一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑，其特征在于所述滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末混合組成；金屬硅粉為200目 400目，金屬硅粉重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的80 90% ；鐵鋁粉為200目 400目，其中鐵占鐵鋁粉總質量的50% 60% ； 氯化銨重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的2 3%。
2.一種采用權利要求1所述滲劑的用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將經過吹砂處理后的待加工葉片置于馬弗罐內，將滲劑混合放入料盒內，料盒置于馬弗罐底部，對罐體抽真空，真空度要求10 50 ；步驟2 將馬弗罐在加熱爐內加熱至900士 10°C后，保溫2 4小時，保溫過程中打開馬弗罐罐體內的攪拌風機，攪拌風機轉速為1000 1500r/min ；步驟3 保溫結束后，將馬弗罐隨爐冷卻至680°C以下后出爐空冷至室溫； 步驟4:將經過步驟3處理后的待加工葉片置于真空爐內，真空爐內真空度保持在 6. 65-10. 64Pa，并將真空爐加熱至900士 10°C后，保溫至少1小時，而后打開氬氣風扇冷卻至80°C以下出爐。
全文摘要
本發明提出了一種用于復雜內腔葉片的氣相滲鋁硅滲劑及方法，所述滲劑由金屬硅粉、鐵鋁粉和氯化銨粉末組成；金屬硅粉為200目～400目，金屬硅粉重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的80～90％；鐵鋁粉為200目～400目，其中鐵占鐵鋁粉總質量的50％～60％；氯化銨重量占金屬硅粉與鐵鋁粉重量和的2～3％。將葉片和滲劑置于馬弗罐內，馬弗罐真空度要求10Pa～50Pa，將馬弗罐加熱至900±10℃后保溫2～4小時，并用攪拌風機吹風，馬弗罐隨爐冷卻至680℃以下出爐空冷至室溫，再將葉片置于6.65-10.64Pa真空爐內，加熱至900±10℃后，保溫至少1小時，打開氬氣風扇冷卻至80℃以下出爐。通過氣相滲鋁硅使得復雜內腔葉片型面得到均勻的鋁硅滲層，而且可精確控制滲層深度及組織成分。
文檔編號C23C10/52GK102367565SQ20111034722
公開日2012年3月7日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者劉紅斌, 古宏博, 宋本縣, 李根憲, 杜艷, 王文軍, 黃輝 申請人:西安航空動力股份有限公司