[发明专利]由具有低表面粗糙度的材料制成的耐磨涂层

说明书

本发明涉及一种涡轮发动机部件的耐磨涂层，其特征在于，所述涂层包括由耐磨材料制成的层，该层的表面粗糙处填充有热粘合陶瓷颗粒，形成具有低粗糙度的平滑、自由表面。

技术领域

本发明涉及涡轮发动机的领域并涉及一种由耐磨材料制成的涂层，该涂层在涡轮发动机定子和转子部件之间形成密封元件。这特别地涉及具有低表面粗糙度的类型的涂层。

背景技术

涡轮发动机是一种旋转机械，其中能量转移可以发生在流体和被刚性地连接到转子的叶片系统之间，例如形成诸如燃气涡轮发动机的涡轮轴发动机一部分的压缩机或涡轮。带有用于飞机的燃气轮机的涡轮轴发动机，如多流式涡轮喷气发动机在气流方向，也就是说从上游到下游，通常包括风扇、一个或多个压缩机级、燃烧室、一个或多个涡轮级和排气管。

由耐磨材料制成的涂层—参考以这种方式，由于它们能够被磨损损坏—设置在定子部件的内表面上，例如外壳，在该定子部件内侧或面对该定子部件旋转部件移动，如压缩机或涡轮转子的叶片系统或形成刀刃密封的迷宫式密封的叶片。为了减少在由旋转部件的端部和定子部件的涂层所形成的密封两侧上的气体泄漏，在它们之间提供尽可能小的间隙。然而，在涡轮发动机的操作循环中，该间隙可能会减少甚至消除。为了防止对移动部件的损坏，在操作阶段中允许密封的静态元件变形或通过所述旋转部件的端部被加工，其中发生了维度变化引起彼此接触的部件的交互作用。相对于所述旋转部件的所述端部结构和所述定子元件的所述内表面，以这种方式使该接触的不利影响最小化。

耐磨材料必须具有以下性质：它必须明显地具有良好的耐磨性；它还必须承受其工作中的环境温度(500℃到1200℃，例如在飞机发动机外壳内侧)，它还必须承受耐磨粒子(在上述接触中被分离)的重复碰撞产生的侵蚀；其制造和装配成本也必须尽可能小。

一种已知的耐磨材料由MCrAIY类型的合金产生，M选自镍，钴，NiCo或CoNi。例如MCrAIY基合金和致孔剂(芳香族聚酯)的混合物以商标Metco 2043熟知。根据将粉末热喷涂到基底上的技术所获得的这种材料将适合于在压缩机的或面对其转子叶片的涡轮外壳的内侧形成涂层；它还承受部件在操作中所受到的高达1200℃的温度。然而，对于该材料，在通过消除致孔剂形成气孔所必需的热解步骤后，获得了相对粗糙的表面光洁度，例如Ra+12μm。由于限制层内气流的增加，这导致了空气动力学性能的显著减少，因而从涡轮发动机的效率角度看这种表面粗糙度是不利的。对于发动机，可用材料的粗糙度从而对其单位消耗量具有影响。

发明内容

本发明的主要目的是产生一种由耐磨材料制成的涂层，其表面光洁度对涡轮发动机效率以及发动机的单位消耗量不产生负面影响。

本发明的目的因此是产生一种由耐磨材料制成的多孔结构的涂层，其表面具有小于6μm的表面粗糙度(Ra<6μm)。

本发明的另一目的是一种由耐磨材料制成的涂层，其能够承受高达1200℃的温度。该温度对应于支撑涂层的基底所能够承受的温度。

本发明的另一目的是一种由耐磨材料制成的涂层，其也不会在其上产生磨损或易碎行为。

申请人已经开发了一种由多孔耐磨材料制成的涂层，其具有带有平滑表面的额外层。该涂层是专利申请FR 1157729提交的发明主题。通过研磨沉积在多孔耐磨材料上的薄层获得了该额外层的平滑特性。特别地通过热喷涂实施该层。

申请人已经开发了一种由耐磨材料制成的新涂层。

根据本发明用于涡轮发动机部件的由耐磨材料制成的涂层，其特征在于，它包括耐磨材料层，该层的表面不规则处(irregularity)由热粘合陶瓷颗粒填充，耐磨材料层的自由表面具有低粗糙度。