燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术

ICS25.220.01

CCSA29

团体标准

T/QGCMLXXXX—2023

燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术

Platinum-aluminumcoatingtechnologyforgasturbineturbinebladesandvanes

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

全国城市工业品贸易中心联合会发布

T/QGCMLXXXX—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

II

T/QGCMLXXXX—2023

燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术

1范围

本文件规定了燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术的术语定义、一般要求、材料要求、工艺程序、主要

工艺程序说明、试验方法、检验规则。

本文件适用于燃气轮机涡轮叶片的镀铂、渗铝，其他产品的镀铂、渗铝亦可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T622-2006化学试剂盐酸

GB/T629-1997化学试剂氢氧化钠

GB/T1278-1994化学试剂氟化氢铵

GB/T2479-2022普通磨料白刚玉

GB/T2946-2018氯化铵

GB/T3138-2015金属及其他无机覆盖层表面处理术语

GB/T4292-2017氟化铝

GB/T12611-2008金属零（部）件镀覆前质量控制技术要求

GB/T24487-2022氧化铝

HB/Z140航空用高温合金热处理工艺

HB/Z310-1997渗铝工艺

HG/T2456.2-2016涂料用铝颜料第2部分：铝粉

HB/Z5070-1992电镀镍工艺

HB5335-1994金属镀覆和化学覆盖工艺质量控制

HB5354-1994热处理工艺质量控制

HB5412-1988热处理用氩气

HB5472-1991金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范

HB5150-1996金属高温拉伸持久试验方法

HB5258-2000钢及高温合金的抗氧化性测定试验方法

HB7579-1997渗铝质量检验

HB5468-1991铂铝涂层检验标准

HB20113-2012航空发动机叶片渗层金相检验

3术语和定义

GB/T3138-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

燃气轮机涡轮叶片turbinebladesandvanes

是燃气轮机中用以引导燃气按一定方向流动，或推动涡轮转子旋转的叶形零部件。

[来源：GB/T28412-2012，3.1有改动]

3.2

涂层coating

是为了达到防护、绝缘、装饰等目的，涂布于金属基体上的薄层。

1

T/QGCMLXXXX—2023

3.3

铂镀层platinumplating

是用电解方法在基体材料表面制备的以铂为主体的贵金属镀层。

3.4

渗层permeabilitylayer

是基体金属和渗入元素原子混合或化合组成的合金层。

4一般要求

4.1核对叶片图号、数量、零件序列号与委托单/发货单一致。

4.2在叶片设计图样上，应规定出渗层位置、过渡区、渗层深度。

4.3渗层前后均应进行目视或用（5～10）倍放大镜逐件检查。

4.4镀铂、渗铝工艺投入使用前必须编制镀铂、渗铝工艺规程并严格执行。

4.5每种叶片在投产前，必须用相同材料的试验件、试样或报废零部件进行模拟试验，以确定叶片镀

铂、渗铝工艺的具体参数。

4.6热处理炉和渗铝炉必须符合HB5354-1994Ⅲ类炉的要求，炉工作区应配备测温热电偶并记录扩散

处理和渗铝过程中的实际温度和时间。

5材料要求

主要工艺材料要求见表1。

表1主要工艺材料要求

名称技术要求主要用途

氯化铵GB/T2946-2018渗铝

氟化铝GB/T4292-2017渗铝

氧化铝GB/T24487-2022渗铝

氟化氢铵GB/T1278-1994渗铝

盐酸GB/T622-2006电镀

氢氧化钠GB/T629-1997电解除油

白刚玉砂GB/T2479-2022表面活化

铝粉HG/T2456.2-2016渗铝

氩气HB5412-1988保护气氛、真空冷却、回填气

6工艺程序

6.1镀铂工艺程序

镀铂工艺程序见图1。

图1电镀铂工艺程序

6.2扩散处理工艺程序

扩散处理工艺程序见图2。

2

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图2扩散处理工艺程序

6.3渗铝工艺程序

渗铝涂层工艺程序见图3。

图3渗铝工艺程序

7主要工序说明

7.1镀铂主要工序

7.1.1检查

镀前叶片的表面状态应符合GB/T12611-2008和HB5335-1994的要求。

7.1.2防护

使用树脂类专用防护剂将非涂层区域全部涂覆，固化（10～30）min，涂覆表面光滑无黏性即可。

7.1.3吹砂

在要求涂层的区域，推荐使用（120～240）目的白刚玉砂。吹砂前应通过试验，确定合适的吹砂参

数。叶片吹砂后必须用压缩空气吹干净内外表面上的砂粒，防止砂粒残留。

7.1.4清洗

使用超声波清洗机清洗叶片：

a)水质符合HB5472-1991工艺用水要求，时间（15-20）min；

a)叶片放置在清洗工装内，避免碰撞。

7.1.5干燥

用洁净的压缩空气将叶片吹干，或置于干燥箱中烘干。

7.1.6称重

用天平逐个称重，记录叶片编号及重量，称重时防止叶片粘接杂物、碰划伤。

7.1.7清洗

视叶片表面情况，选用有机溶剂或水基清洗剂除油，可按HB/Z5070-1992的规定进行。

7.1.8电解除油

电解除油按HB/Z5070-1992的规定进行。

7.1.9活化

为使镀层与基体结合牢固，需在盐酸溶液中进行活化，按HB/Z5070-1992中的弱浸蚀规定进行。

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7.1.10镀铂

电镀过程如下：

a)Q盐溶液与去离子水体积比为1:1，其中Q盐中铂含量为2wt%。

b)镀槽温度（60～100）℃，每次使用前用铜丝稳定电场；

c)电流密度（3～5）mA/cm²，时间（40～60）min，将叶片连接至电镀槽阴极，将涂层部位浸入

电镀液内，期间实时观察镀层表面状态，防止叶片表面发生电击伤、起皮等现象；

d)电镀过程中根据铂消耗量进行Q盐溶液补充，根据需求添加去离子水。

7.1.11冲洗

电镀完成后，用去离子水对叶片进行喷冲清洗，将叶片表面的电镀液清洗干净。

7.1.12干燥

用洁净的压缩空气吹干叶片，或将其置于干燥箱中烘干。

7.1.13称重计算

用天平逐个称重，记录叶片编号及重量：

a)称重时防止叶片粘接杂物、碰划伤；

b)根据增加重量和电镀区域表面积计算镀铂层厚度，厚度范围（3～8）μm视为合格，否则需进

行重新电镀，执行二次电镀工艺；

c)二次电镀，重复工序7.1.2～7.1.13，其中工序7.1.3吹砂，要求将镀层完全去除，其他要求

均相同。

7.1.14最终检查

仔细观察叶片镀铂层表面状态，镀层表面不允许有起皮、脱落、电击伤、基体颜色等情况；若出现

上述情况，需重新电镀，工序同7.1.13中步骤c）。

7.2扩散处理主要工序

7.2.1检查

目视或用（5～10）倍放大镜逐件检查叶片的外观，表面应完好无损、无划伤，镀层表面无起皮、

脱落、电击伤、基体颜色等情况。

7.2.2装炉

将叶片按相应的工艺要求装夹入炉，入炉过程应平稳，以防损伤叶片。

7.2.3程序设定

a)根据叶片对应工艺设置正确的工艺参数，并填写仪表纸；

b)检验员确认扩散处理参数设置与工艺一致，并在仪表记录纸上签字确认。

7.2.4扩散处理

预抽真空至P≤1.0×10-2Pa，然后送电升温，根据叶片工艺要求进行扩散处理。

7.2.5出炉

保温结束后，将叶片取出，应平稳出炉，以防损伤叶片。

7.2.6检验

经扩散处理后的叶片，表面应完好无损、无划伤，镀层表面无起皮、脱落等情况发生。

7.3渗铝主要工序

7.3.1检查

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表面应完好无损、无划伤、裂纹、起皮和任何形式的污染。

7.3.2防护

叶片上不要求渗铝的部位，按HB/Z310-1997的规定进行防护。

7.3.3装炉

渗铝剂和叶片装夹入气相渗铝炉，关好炉门。

7.3.4渗铝

a)根据叶片对应工艺要求渗铝，渗铝应在氩气保护下进行。加热前，通过抽真空充氩气的方式排

出炉内的空气，一般重复操作3次，才能保证完全排出罐内的空气，然后控制氩气流量，使炉

内处于微正压，启动加热程序，进行渗铝。

b)程序运行结束，启动冷却风机降温，继续通氩气冷却到低于150℃，停止通氩气。

7.3.5出炉

开启炉门，小心取出叶片，防止碰划伤。

7.3.6去防护

用橡胶锤敲击去除大块防护材料，并用毛刷清扫残留防护粉末。

7.3.7清理

经过渗铝的叶片，应彻底清理内外表面上的全部残余物，必要时用去离子水进行超声清洗。

7.3.8渗铝后检查

渗铝后的检查按HB7579-1997的规定进行。

a)目视或借助10倍放大镜逐件检验。

b)每炉取1～3个试样进行厚度检查。

8试验方法

8.1渗层外观

8.1.1渗铂铝部位一般为不同深浅的玫瑰色、灰色等，在金相方法确定有渗铝层的情况下，允许有其他

颜色。

8.1.2非渗铝部位在金相方法（或其他方法）确定无渗铝层时，允许有不同颜色。

8.1.3叶身各个部位均不允许有碰划伤、起皮、剥落、腐蚀、粘结物和绿色。

8.2渗层厚度

用金相显微镜检验渗层组织致密与基体结合良好，厚度符合技术要求。

8.3抗氧化性能

按HB5258-2000中静态氧化试验方法进行试验。

8.4热腐蚀性能

取3个渗层样片，将25%的NaCl和75%的Na₂SO₄配制成适当浓度的溶液，涂在试样表面，涂盐量控制

在（2～3）mg/cm²。将涂盐后的试样放入坩埚中，置于900℃马弗炉中腐蚀100h，每隔20h取出并在沸

水中煮去试样表面的盐分，将试样烘干后在干燥器中静置1h后称重，计算腐蚀速率。

8.5力学性能

8.5.1拉伸性能

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按HB5150-1996规定进行试验。

8.5.2持久性能

按HB5150-1996规定进行试验。

9检验规则

检验规则分为出厂检验和型式验验。

9.1出厂检验

产品必经质检技术部门按本文件检验外观及厚度合格并签发产品质量合格证方可出厂。

9.2型式检验

9.2.1检验项目为本文件要求中的全部项目。

9.2.2凡属下列情况之一者，应进行型式检验：

a)新产品试生产的定型鉴定时；

b)产品主要原材料及生产工艺有重大变更时；

c)生产设备发生搬迁时；

d)出厂检测结果与上次型式检验有较大差异时；

e)国家质量技术监督机构提出型式检验要求时。

9.3检验结果的判定

9.3.1出厂检验中检验项目符合，则出厂检验判为合格。

9.3.2型式检验中所有项目的检测结果均达到本文件要求时，则型式检验判为合格。

9.3.3如果有一项检验结果达不到要求时，可以进行第二次检验，取样应翻倍，第二次检验结果仍达不

到本文件要求时，则判定为不合格。

6

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目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4一般要求...........................................................................2

5材料要求...........................................................................2

6工艺程序...........................................................................2

7主要工序说明.......................................................................3

8试验方法...........................................................................5

9检验规则...........................................................................6

I

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燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术

1范围

本文件规定了燃气轮机涡轮叶片铂铝涂层技术的术语定义、一般要求、材料要求、工艺程序、主要

工艺程序说明、试验方法、检验规则。

本文件适用于燃气轮机涡轮叶片的镀铂、渗铝，其他产品的镀铂、渗铝亦可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T622-2006化学试剂盐酸

GB/T629-1997化学试剂氢氧化钠

GB/T1278-1994化学试剂氟化氢铵

GB/T2479-2022普通磨料白刚玉

GB/T2946-2018氯化铵

GB/T3138-2015金属及其他无机覆盖层表面处理术语

GB/T4292-2017氟化铝

GB/T12611-2008金属零（部）件镀覆前质量控制技术要求

GB/T24487-2022氧化铝

HB/Z140航空用高温合金热处理工艺

HB/Z310-1997渗铝工艺

HG/T2456.2-2016涂料用铝颜料第2部分：铝粉

HB/Z5070-1992电镀镍工艺

HB5335-1994金属镀覆和化学覆盖工艺质量控制

HB5354-1994热处理工艺质量控制

HB5412-1988热处理用氩气

HB5472-1991金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规范

HB5150-1996金属高温拉伸持久试验方法

HB5258-2000钢及高温合金的抗氧化性测定试验方法

HB7579-1997渗铝质量检验

HB5468-1991铂铝涂层检验标准

HB20113-2012航空发动机叶片渗层金相检验

3术语和定义

GB/T3138-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

燃气轮机涡轮叶片turbinebladesandvanes

是燃气轮机中用以引导燃气按一定方向流动，或推动涡轮转子旋转的叶形零部件。

[来源：GB/T28412-2012，3.1有改动]

3.2

涂层coating

是为了达到防护、绝缘、装饰等目的，涂布于金属基体上的薄层。

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3.3

铂镀层platinumplating

是用电解方法在基体材料表面制备的以铂为主体的贵金属镀层。

3.4

渗层permeabilitylayer

是基体金属和渗入元素原子混合或化合组成的合金层。

4一般要求

4.1核对叶片图号、数量、零件序列号与委托单/发货单一致。

4.2在叶片设计图样上，应规定出渗层位置、过渡区、渗层深度。

4.3渗层前后均应进行目视或用（5～10）倍放大镜逐件检查。

4.4镀铂、渗铝工艺投入使用前必须编制镀铂、渗铝工艺规程