[发明专利]高孔隙度可磨耗涂层

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的可磨耗涂层包括：粘合涂层、中间层以及多孔层。粘合涂层包括金属涂层以及从0.152毫米至0.229毫米的厚度。中间层包括陶瓷材料以及从0.051毫米至0.381毫米的厚度。多孔层包括多孔陶瓷材料。多孔层还包括大于多孔层体积的35％的孔隙度。多孔层进一步包括从0.127毫米至1.524毫米的厚度。

技术领域

本发明总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体涉及一种高孔隙度可磨耗涂层，其用于燃气涡轮发动机部件，例如与裸露转子叶片相邻的尖端鞋状部。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器以及涡轮节段。压缩机、燃烧器和涡轮节段的组件经常涂覆有可磨耗涂层和/或隔热涂层。C.Strock的美国专利申请公开号2012/0062888公开了一种可磨耗涂层，其用于与翼面(诸如燃气涡轮发动机的压缩机的轮叶或叶片)的尖端相互作用，其包括金属粘合热涂层、陶瓷层，以及可磨耗层。金属粘合涂层上的陶瓷层提供绝缘并用作保险丝，其适于在高摩擦相互作用时剥落。陶瓷层上的可磨耗涂层在压缩机运转期间接触翼面的尖端。可磨耗涂层足够可磨耗，通过与翼面尖端接触来磨圆涂层。

本发明涉及克服由发明人发现的或现有技术中已知的一个或多个问题。

发明内容

本发明公开了一种用于燃气涡轮发动机的可磨耗涂层。所述可磨耗涂层包括粘合涂层、中间层和多孔层。粘合涂层施加至基板上。粘合涂层包括金属涂层以及从0.152毫米至0.229毫米的厚度。中间层施加至粘合涂层。中间层包括陶瓷材料以及从0.051毫米至0.381毫米的厚度。多孔层施加至中间层。多孔层包括多孔陶瓷材料。多孔层还包括大于多孔层体积的35％的孔隙度。多孔层进一步包括从0.127毫米至1.524毫米的厚度。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。

图2是用于图1的燃气涡轮发动机的涡轮的一部分的剖视图。

图3是用于图2的尖端鞋状部的可磨耗涂层的放大很多倍的剖视图。

具体实施方式

本文所公开的系统和方法包括用于燃气涡轮发动机组件的可磨耗涂层。在实施例中，可磨耗涂层包括粘合涂层、中间层，以及多孔层。粘合涂层包括金属材料，中间层包括陶瓷材料，并且多孔层包括具有孔隙度(例如，其体积的35％以上)的陶瓷材料。粘合涂层和中间层可为多孔层提供支持和结构。中间层也可以改善可磨耗涂层的耐久性。多孔层可减少涡轮叶片与裸金属尖端或涡轮叶片的磨损，而不磨损陶瓷尖端。

图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。为了清楚和便于说明，一些表面已省去或放大(本图和其它附图中)。此外，本发明可以提及向前方向和向后方向。总体来说，“向前”和“向后”的所有参考与主要空气(即燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联，除非另有规定。例如，向前是相对于主要气流的“上游”，而向后是相对于主要气流的“下游”。

此外，本发明可总体涉及燃气涡轮发动机的旋转中心轴线95，其可通过其轴120(由多个轴承组件150支持)的纵向轴线大体限定。中心轴线95可以与各种其它发动机同心组件通用或共享。除非另有规定，否则径向、轴向和圆周方向及测量的参考是指中心轴线95，而诸如“内”和“外”的术语一般表示距离中心轴线95更小或更大的径向距离，其中径向线96可以在与中心轴线95垂直的任何方向中并且从中心轴线95向外辐射。

燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、压缩机200、燃烧器300、涡轮400、排气装置500，以及功率输出联接件600。燃气涡轮发动机100可具有单轴或双轴配置。