本發(fā)明涉及一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層及其制備方法，屬于涂層應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，高溫合金作為一種耐高溫、抗腐蝕的結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。特別是在航空、航天領(lǐng)域高溫合金材料的應(yīng)用更加普遍。某些零件由于使用需求，要在表面覆蓋一層絕緣涂層，但目前國(guó)內(nèi)所采用絕緣涂層其長(zhǎng)期使用溫度通常不超過400℃，并且主要針對(duì)于普通不銹鋼基體。但高溫合金的使用環(huán)境溫度更高，并且其熱膨脹系數(shù)更大，因此，現(xiàn)有絕緣涂層應(yīng)用至高溫合金基體后，不僅無法滿足使用溫度的要求，并且與基體的膨脹系數(shù)也難以匹配，導(dǎo)致涂層在多次冷熱循環(huán)后便開始脫落。因此，迫切需要研制一種能夠與高溫合金基材相匹配，耐高溫性能好的絕緣涂層產(chǎn)品。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前能夠在高溫合金基體使用的耐500℃以上的絕緣涂層僅有熱噴涂無機(jī)絕緣涂層能夠滿足要求，但熱噴涂工藝復(fù)雜，需要專門的設(shè)備，對(duì)零件的形狀尺寸也有一定要求，并且涂層制備過程中，火焰溫度一般高達(dá)2000℃以上，因此，要求所制備零件必須具有一定的耐瞬時(shí)高溫能力，但很多工件是無法承受這一高溫的，從而大大限制了該工藝的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明以解決上述問題為目的，提供一種基于高溫合金基體的耐 高溫絕緣涂層及其制備方法，該耐高溫絕緣涂層采用無機(jī)粉體作為原料，大大提升了涂層本身的耐溫能力，通過對(duì)原料粉體比例的調(diào)節(jié)，使得涂層材料的熱膨脹系數(shù)與高溫合金基體更加接近，增強(qiáng)了抗熱沖擊的能力，絕緣性能強(qiáng)，并且制備方法采用刷涂或氣動(dòng)噴涂工藝完成涂覆，操作溫度低，對(duì)零件的外形和尺寸也無特殊要求，因此，使用非常方便，具有很好的應(yīng)用前景。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百分比組成：液相組分40-60％，組分D60-40％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A50-70％、組分B25-45％與組分C 1-5％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅60-90％、氧化鎂5-30％、氧化鋅5-30％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯10-50％，氧化硅0-30％，云母粉10-60％，莫來石纖維粉5-20％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

a、按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕 緣涂層的各個(gè)組分；

b、將稱取的氧化鋯、氧化硅、云母粉、莫來石纖維粉混合，并在行星磨上干磨10-20min，制成組分A；

c、將稱取的氧化銅、氧化鎂、氧化鋅混合，并在行星磨上干磨10-20min制成組分D；

d、將所述組分A、組分B、組分C混合均勻，制備液相組分，再將所述組分D與所述液相組分按質(zhì)量百分比為液相組分40-60％，組分D60-40％的比例混合配成涂料；

e、將所述步驟d配成的涂料采用刷涂或者氣動(dòng)噴涂的方式制備涂層，所述涂料需在1h內(nèi)使用完畢，涂覆完成后，室溫表干4h，80℃烘干2-4h，之后再120-150℃烘干2-4h，最終制得耐高溫絕緣涂層。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的耐高溫絕緣涂層采用無機(jī)粉體作為原料，大大提升了涂層本身的耐溫能力，通過對(duì)原料粉體比例的調(diào)節(jié)，使得涂層材料的熱膨脹系數(shù)與高溫合金基體更加接近，增強(qiáng)了抗熱沖擊的能力，室溫-1000℃冷熱循環(huán)100次涂層不脫落，此外，涂層由磷酸、氧化鋅、氧化鎂、氧化銅、氧化硅、氧化鋯、云母粉，莫來石纖維粉無機(jī)成分組成，不含有機(jī)成分，因此，涂層具有很好的耐高溫性能，能夠耐受1000℃的高溫，并且經(jīng)測(cè)試該涂層在800℃下仍有20MΩ的絕緣性能。并且，該涂層采用刷涂或氣動(dòng)噴涂工藝完成涂覆，最高熱處理溫度僅為150℃，對(duì)零件的外形和尺寸也無特殊要求，因此，使用非常方便，具有很好的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但發(fā)明保護(hù)內(nèi)容不局限于所述實(shí)施例：

實(shí)施例1

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百分比組成：液相組分50％，組分D50％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A60％、組分B35％與組分C5％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅80％、氧化鎂15％、氧化鋅5％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯40％，氧化硅10％，云母粉30％，莫來石纖維粉20％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

a、按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的各個(gè)組分：氧化鋯40g、氧化硅10g、云母粉30g、莫來石纖維粉20g、氧化銅80g、氧化鎂15g、氧化鋅5g、組分A60g、組分B35g、組分C5g；

b、將稱取的氧化鋯、氧化硅、云母粉、莫來石纖維粉混合，并在行星磨上干磨10min，制成組分A；

c、將稱取的氧化銅、氧化鎂、氧化鋅混合，并在行星磨上干磨10min制成組分D；

d、將組分A、組分B、組分C混合均勻，制備液相組分，再將所述組分D與所述液相組分按質(zhì)量百分比為組分D50％與液相組分50％的比例混合配成涂料；

e、將所述步驟d配成的涂料采用刷涂或者氣動(dòng)噴涂的方式涂覆于3cm×3cm的GH3030鎳基高溫合金試片上，所述涂料需在1h內(nèi)使用完畢，涂覆完成后，室溫表干4h，80℃烘干2h，之后再120℃烘干2h，最終制得耐高溫絕緣涂層。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同之處在于：

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百分比組成：液相組分40％，組分D60％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A61％、組分B38％與組分C1％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅60％、氧化鎂30％、氧化鋅10％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯10％，氧化硅30％，云母粉55％，莫來石纖維粉5％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

所述步驟a為按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的各個(gè)組分：氧化鋯10g、氧化硅30g、云母粉55g、莫來石纖維粉5g、氧化銅60g、氧化鎂30g、氧化鋅10g、組分A61g、組分B38g、組分C1g；

所述步驟b為在行星磨上干磨10min；

所述步驟c為在行星磨上干磨10min制成組分D；

所述步驟d的組分D與液相組分按質(zhì)量百分比為組分D60％與液相組分40％的比例混合配成涂料；

所述步驟e為在80℃烘干4h，之后再150℃烘干4h，最終制得耐高溫絕緣涂層。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1不同之處在于：

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百分比組成：液相組分60％，組分D40％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A70％、組分B25％與組分C5％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅60％、氧化鎂30％、氧化鋅10％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯50％，氧化硅0％，云母粉35％，莫來石纖維粉15％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

所述步驟a為按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的各個(gè)組分：氧化鋯50g、氧化硅0g、云母粉35g、莫來石纖維粉15g、氧化銅60g、氧化鎂30g、氧化鋅10g、組分A70g、組分B25g、組分C5g；

所述步驟b在行星磨上干磨15min；

所述步驟c在行星磨上干磨15min制成組分D；

所述步驟d的組分D與液相組分按質(zhì)量百分比為組分D40％與液相組分60％的比例混合配成涂料；

所述步驟e為在80℃烘干3h，之后再130℃烘干3h，最終制得耐高溫絕緣涂層。

實(shí)施例4

與實(shí)施例1不同之處在于：

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百 分比組成：液相組分55％，組分D45％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A52％、組分B45％與組分C3％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅65％、氧化鎂5％、氧化鋅30％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯15％，氧化硅15％，云母粉60％，莫來石纖維粉10％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

所述步驟a為按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的各個(gè)組分：氧化鋯15g、氧化硅15g、云母粉60g、莫來石纖維粉10g、氧化銅65g、氧化鎂5g、氧化鋅30g、組分A52g、組分B45g、組分C3g；

所述步驟b在行星磨上干磨12min；

所述步驟c在行星磨上干磨12min制成組分D；

所述步驟d的組分D與液相組分按質(zhì)量百分比為組分D45％與液相組分55％的比例混合配成涂料；

所述步驟e為在80℃烘干2.5h，之后再120℃烘干3.5h，最終 制得耐高溫絕緣涂層。

實(shí)施例5

與實(shí)施例1不同之處在于：

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層，由如下原料按質(zhì)量百分比組成：液相組分60％，組分D40％；

所述液相組分由如下組分按質(zhì)量百分比組成：組分A50％、組分B45％與組分C5％；所述組分D由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化銅90％、氧化鎂5％、氧化鋅5％；

所述組分A由如下原料按質(zhì)量百分比組成：氧化鋯50％，氧化硅20％，云母粉10％，莫來石纖維粉20％；

所述組分B為磷酸；

所述組分C為檸檬酸溶液。

進(jìn)一步地，所述磷酸為密度大于1.7g/mL的磷酸。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸溶液為檸檬酸與蒸餾水配制成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的檸檬酸溶液。

一種基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的制備方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

所述步驟a為按照質(zhì)量百分比配比稱取上述基于高溫合金基體的耐高溫絕緣涂層的各個(gè)組分：氧化鋯50g、氧化硅20g、云母粉10g、莫來石纖維粉20g、氧化銅90g、氧化鎂5g、氧化鋅5g、組分A50g、組分B45g、組分C35g；

所述步驟b在行星磨上干磨13min；

所述步驟c在行星磨上干磨13min制成組分D；

所述步驟d的組分D與液相組分按質(zhì)量百分比為組分D40％與液相組分60％的比例混合配成涂料；

所述步驟e為在80℃烘干4h，之后再140℃烘干3.5h，最終制得耐高溫絕緣涂層。