(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111639415.X (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 沈阳梅特 科航空科技有限公司 地址 110000 辽宁省沈阳市东陵区创新路 155-5号779室 (72)发明人 姚鹏飞　吴强　樊海亮　 (74)专利代理 机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 210 02 代理人 于晓波 (51)Int.Cl. B08B 3/12(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺 和清洗工艺 (57)摘要 本发明公开了一种用于去除TBC陶瓷涂层的 熔盐制备工艺和清洗工艺， 属于金属表面处理领 域。 首先将氢氧化钠、 硝酸钠、 氟化钠按照一定比 例放入反应釜中加热融化配置成熔盐， 再加热到 一定温度后， 将预热后的工件放入反应釜中进行 熔盐清洗， 再经过滴落去盐、 冷水淬火、 超声清 洗、 酸洗、 清水冲洗工序完成最终清洗。 清洗后的 工件， 表面无TBC陶瓷涂层以及氧化皮和其它垢 层残留。 本发明的优点： 碱性熔盐由于其高的渗 透性和润湿性十分容易渗入垢层； 对 金属基体不 腐蚀； 熔盐制备工艺简单。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114392980 A 2022.04.26 CN 114392980 A 1.一种用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺， 其特征在于： 该熔盐制备工艺是将氢氧 化钠、 硝酸钠和氯化钠按比例混合后放入反应釜中， 在高温条件下加热至熔融状态， 进行充 分搅拌后获得 熔融状态的熔盐。 2.根据权利要求1所述的用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺， 其特征在于： 所述熔 盐中氢氧化钠、 硝酸钠和氯化钠的重量百分比分别为6 0‑75％、 20‑34％和5‑15％。 3.根据权利要求1所述的用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺， 其特征在于： 所述高 温条件是指45 0‑730℃。 4.一种利用权利要求1所述熔盐制备工艺制备的熔盐进行的用于去 除TBC陶瓷涂层的 清洗工艺， 其特 征在于： 该清洗 工艺包括如下步骤： (1)熔盐清洗： 将预热后的待清洗工件放入装有熔盐的反应釜内进行充分清洗， 清洗时 间190‑340min， 清洗温度45 0‑730℃； (2)冷水淬火： 工件放入冷水槽内进行淬火， 使盐浴后的工件上的TBC陶瓷涂层变为松 散的海绵状氧化物破碎剥离； (3)超声清洗： 将工件放入超声水箱中进行超声清洗， 清洗时间50 ‑120min， 温度50 ‑100 ℃， 进一步去除反应物和氧化物； (4)酸洗： 将超声清洗后的工件放入配置好的酸洗溶液中浸泡， 时间180 ‑320min， 温度 室温； (5)超声清洗及烘干： 将酸洗后的样件放入清水槽内进行室温超声清洗， 时间40 ‑ 80min； 将超声清洗干净的工件放入空气加热炉中进行加热烘干， 温度170 ‑260℃， 时间600 ‑ 120min。 5.根据权利要求4所述的用于去除TBC陶瓷涂层的清洗工艺， 其特征在于： 步骤(1)中， 所述待清洗工件为表 面采用电子束物理气相沉积技术制备了热障涂层(TBC陶瓷涂层)的航 空发动机涡轮叶片。 6.根据权利要求4所述的用于去除TBC陶瓷涂层的清洗工艺， 其特征在于： 步骤(1)中， 工件预热前确保工件内外表面干净无杂物， 再将工件进 行预热处理， 预热过程为： 将待清洗 工件在空气加热炉中进行180 ‑260℃的预热， 预热时间80 ‑140min； 通过预热处理避免冷件 进入熔盐导 致熔盐凝固； 熔盐清洗前确保工件预 热完全。 7.根据权利要求4所述的用于去除TBC陶瓷涂层的清洗工艺， 其特征在于： 步骤(2)中， 将熔盐清洗后的工件进 行滴落去盐后， 再进 行冷水淬火； 所述滴落去盐过程为： 工件悬 空吊 装， 进行滴 落去盐， 待熔融状态的盐不在滴 落为止。 8.根据权利要求4所述的用于去除TBC陶瓷涂层的清洗工艺， 其特征在于： 步骤(4)中， 所述酸洗溶液是将浓度10 ‑20wt.％的硝酸与浓度60 ‑75wt.％的磷酸按照(30 ‑60)： (30‑60) 的体积比例混合均匀后制得。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114392980 A 2一种用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺和清洗工艺 技术领域 [0001]本发明涉及金属表面处理技术领域， 具体涉及一种用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐 制备工艺和清洗 工艺。 背景技术 [0002]航空发动机涡轮叶片表面多采用电子束物理气相 沉积(EB‑PVD)技术制备热 障涂 层以满足服役环境需求， 热障涂层由抗氧化腐蚀性能良好的金属粘结底层和导热系数低的 陶瓷面层组成； 其中金属粘结底层为PtAl或MCrAlY(M＝Ni、 Co或Ni+Co)， 陶瓷面层为Y2O3部 分稳定的ZrO2(YSZ)。 [0003]热障涂层涂覆过程中不可避免地产生局部剥落、 翘起等缺陷， 需除去原有热障涂 层进行重新涂覆。 此外， 涡轮叶片热障涂层服役环境恶劣， 在高温 高速燃气、 高应力、 高腐蚀 性、 交变载荷、 冷热循环冲击等作用很容易产生剥落现象， 导致热障涂层失效。 热障涂层剥 落失效后， 必须对失效的陶瓷面层进行去除， 重新涂覆， 否则叶片报 废。 [0004]作为航空发动机的关键部件， 涡轮叶片结构复杂、 采用精密铸造技术， 制造周期 长， 工艺复杂困难、 零件合格率低(一般只能达到50％)。 采用更换新件的方法对发动机进 行 维修势必造成成本过高， 加大现场批产零件的生产压力。 若对热障涂层失效的叶片进行涂 层去除后重新涂敷热障涂层， 从而使其能够再次使用， 可以缩短生产周期和降低制造成本， 技术附加值极大。 [0005]热障涂层在涂覆制备及服役过程中金属粘结底层和YSZ陶瓷面层界面所形成的热 氧化生长层(a ‑Ah)非常致密坚硬， 与YSZ陶瓷面层界面紧密结合， 难以去除。 [0006]目前热障涂层陶瓷面层的去除方法主要有干吹砂法、 高压水法和高压釜法。 干吹 砂法去除涂层厚度不易控制， 造成涡轮叶片壁厚不足、 且容易对高温合金基体和金属粘结 底层造成损伤； 高压水法所需设备昂贵， 且容易对涡轮叶片产生损伤； 高压釜所需设备昂 贵、 去除热障涂层所需时间长(约6～ 24小时)。 [0007]很多合金， 如不锈钢、 钛合金等在热轧和热处理过程中表面常生成结构复杂， 粘接 牢固的氧化皮和其它垢层， 很难用酸清洗， 因为酸对这种氧化皮的渗透能力差， 甚至由于酸 对不同深度的氧化皮溶解度的差异还 会造成基 体金属的选择性腐蚀。 发明内容 [0008]本发明的目的在于提供一种用于去除TBC陶瓷涂层的熔盐制备工艺和清洗工艺。 利用氢氧化钠、 硝酸钠及氯化钠在反应釜中加热融化充分混合， 制备清洗用的熔盐， 在不容 易造对叶片基 体及金属粘结底层造成损伤的前提下， 对陶瓷涂层面层进行去除。 [0009]为实现上述目的， 本发明所采用的技 术方案如下： [0010]一种用于去除TB C陶瓷涂层的熔盐制备工艺， 是将氢氧化钠、 硝酸钠和氯化钠按比 例混合后放入反应釜中， 在高温条件下加热至熔融状态， 进行充分搅拌后获得熔融状态的 熔盐。 所述氢氧化钠、 硝酸钠和氯化钠的重量百分比分别 为60‑75％、 20‑34％和5‑15％。 所说　明　书 1/3 页 3 CN 114392980 A 3