镍基合金作为高温合金中的一种,广泛的应用于制造航空发动机,各类燃气轮机的热端部件,这些部件不仅需要很高的热强性,还需要良好的抗高温氧化性能。然而,镍基合金的抗高温氧化性能并没有达到要求,所以通常需要对镍基合金表面进行有效的强化。由于扩散型铝化物涂层具有良好的抗高温氧化性能和结合强度,因此成为目前应用最广泛的抗高温氧化涂层。本文利用双辉等离子渗金属的方法在镍基合金GH30表面制备铝涂层。采用正交试验方法对渗镀铝涂层的工艺进行了研究,结果表明,沉积过程中源极电压对渗镀层的厚度影响最大,极间距影响最小;当源极电压-950V,工件电压-500V,气压45Pa,极间距17mm时渗铝层的厚度最大,并且渗层均匀;通过扫描电镜观察可以看出涂层致密,均匀,结合EDS分析表明,沉积层的厚度约为15μm,在沉积层下面有大约10μm厚的扩散层,扩散层中铝含量呈梯度下降;利用XRD分析表明,渗层中的合金层由Al₄CrNi₁₅、Al₃Ni、AlNi₃和Al₃Ni₅等相组成;划痕实验发现,渗镀层与基体结合良好,并表现出了良好的韧性;最后,对镍基合金GH30渗镀铝涂层进行了1000℃,300h的高温氧化实验,其氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,渗铝的GH30高温合金氧化增重明显低于无渗层的GH30合金。XRD分析表明,渗铝的试样在高温氧化初期,表面形成α-Al₂O₃、θ-Al₂O₃以及NiAl₂O₄氧化膜。Al₂O₃氧化膜的形成是材料具有良好抗高温氧化性能的主要原因。它的化学性质稳定,致密性好,具有良好的抗氧化性和抗热腐蚀性。与未渗铝的试样相比,渗铝试样的抗高温氧化性能得到了极大的提高。