[发明专利]抗蚀涂料和其制备方法

说明书

技术领域

[0001]本公开涉及涂料组合物和涂覆方法，更具体涉及抗蚀涂料组合物和涂覆方法。

背景技术

[0002]在多套运行条件下，金属部件应用于各种种类的工业应用中。在许多情况中，向部件提供了赋予它各种性能的涂料，例如耐蚀性、耐热性、抗氧化性、和抗蚀性。作为例子，抗蚀涂料经常用于特别倾于遭受固体粒子侵蚀的高压和中压蒸汽轮机的第一阶段。另外，抗蚀涂料经常用于倾于遭受沙子或别的空气传播的固体粒子侵蚀以及腐蚀的燃气涡轮和喷气发动机的压缩机部分上。

[0003]这些部件的侵蚀的发生通常是由于固体粒子(例如空气中的沙子或蒸汽中的锅炉脱落物)的冲击，例如流体介质(即空气、物流或水)负载的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO、粘土、火山灰和类似物。诸如(但不限于)马氏体不锈钢的用于涡轮部件的现有基底材料在这些条件下不具有足够的抗蚀性或防腐性。可能导致的严重侵蚀可能损坏涡轮部件，这样造成了涉及停机的经常维护、运行效率的损失以及需要定期的替换各种部件。

[0004]为了避免或减轻侵蚀问题，当固体粒子含量达到一定水平时一些发电站被设定为关机以避免进一步的侵蚀。除了关闭发电站，还发展了各种抗蚀涂料来减轻侵蚀。该涂料包括氧化铝、氧化钛、氧化铬等等的陶瓷涂料，它们通常通过诸如空气等离子体喷射(APS)和高速氧燃料(HVOF)的热喷射技术淀积。这些工艺获得具有粗糙表面纹理和有限硬度的原样的淀积(as-deposited)涂层，它们对涡轮效果具有不利影响。另外，这些工艺会产生可能不利地影响基底或基体材料的高周疲劳强度的涂层。最后，这些工艺获得的涂层经常需要调整涡轮螺旋桨以补偿涂层的厚度。

[0005]降低抗蚀涂层的表面粗糙度以使得蒸汽轮机部件在空气动力学方面更有效率的最近努力包括把原样的淀积涂层加工或抛光到特定表面粗糙度。不幸的是，这些是花费高的并且费时的工艺。因此，许多应用放弃了这种类型的加工或抛光。

[0006]相应的，本领域仍然具有对制备用于涡轮发动机部件的涂层的方法的需要，其具有降低的表面粗糙度、增加的硬度、高周疲劳强度的最小化或不降低、和/或对螺旋桨区域和表面轮廓的最小影响。如果原样的淀积涂层展示出降低的表面粗糙度并且不需要淀积后的加工或抛光步骤以获得降低的表面粗糙度，这将会特别有利。

发明简述

[0007]经涂覆的涡轮发动机部件包括涡轮发动机部件和采用电子束物理汽相淀积或离子等离子体阴极电弧淀积设置于涡轮发动机部件表面的至少一部分上的抗蚀涂层。

[0008]在另一个实施方式中，经涂覆的涡轮发动机部件包括涡轮发动机部件和设置于涡轮发动机部件表面的至少一部分上的具有低于或等于大约75微英寸的平均粗糙度的多层抗蚀涂层。

[0009]一种方法，包括通过电子束物理汽相淀积或离子等离子体阴极电弧淀积在涡轮发动机部件表面的至少一部分上设置抗蚀涂层。

[0010]另一个方法包括通过电子束物理汽相淀积或离子等离子体阴极电弧淀积在涡轮发动机部件表面的至少一部分上设置具有低于或等于大约75微英寸的平均粗糙度的多层抗蚀涂层。

[0011]通过下面的图和详细说明例证了上述的和别的特征。

附图说明

[0012]现在提到图，它们是例证性的实施方式并且其中相似的部件编码相似；

[0013]图1是在金属部件上的抗蚀涂层的一部分的剖面示意图；以及

[0014]图2是带有具有设置于其上的抗蚀涂层的各种部件的涡轮发动机一部分的剖面示意图。

具体实施方式

[0015]这里公开了向金属涡轮发动机部件提供抗蚀性的涂料组合物和涂覆方法。该方法一般基于涂料在光滑涡轮发动机部件基底上的电子束-物理汽相淀积(EB-PVD)或离子等离子体阴极电弧淀积。该方法获得相对于现有涂层来说具有降低的表面粗糙度的涂层。有利的是，原样的淀积的涂层不需要淀积后的加工或抛光步骤以获得降低的表面粗糙度。此外，在涡轮运行期间，涂层向涂覆的表面提供提高的尺寸稳定性。例如，经涂覆的涡轮发动机部件具有大于或等于其上没有设置抗蚀涂层的涡轮发动机部件的高周疲劳(HCF)强度。相应的，可以减少不利影响，例如在具有增加的表面粗糙度的涂层中观察到的降低的涡轮效率和功率输出。这些特征最后获得了提高了的部件和涡轮发动机寿命。