[发明专利]用于浆料铝化物涂层修复的设备和方法

说明书

提供用于在合金部件上的铝化物涂层的沉积的方法，该合金部件定位在釜室的涂层隔间内。根据该方法，经由第一气体管线用惰性气体吹扫涂层隔间；利用惰性气体在涂层隔间内产生正压力；将涂层隔间加热至沉积温度；以及，在处于正压力和沉积温度下时，将至少一种反应物气体引入涂层隔间，来在合金部件的表面上形成铝化物涂层。还提供釜涂层设备。

技术领域

本发明大体涉及用于形成铝化物涂层的设备和方法。更具体地，本发明涉及在适于在高温环境下使用的燃气涡轮部件的表面上形成铝化物涂层。

背景技术

在燃气涡轮发动机内的操作环境是既热敌对又化学敌对的。通过铁、镍、以及钴基超合金的发展和抗氧化环境涂层的使用,已经实现了在高温能力上的显著的改进，该抗氧化环境涂层能够保护超合金不受氧化、热腐蚀等。已经发现含铝涂层(尤其是扩散铝化物涂层)作为在燃气涡轮发动机部件上的环境涂层的广泛使用。铝化物涂层通常通过扩散工序(例如，包渗法或气相镀铝(VPA)技术)，或通过扩散由化学气相沉积(CVD)或浆料涂层沉积的铝而形成。在空气中的高温暴露期间，铝化物涂层形成抑制涂层和下面基底的氧化的保护性氧化铝(矾土)垢或层。

浆料涂层用来形成铝化物涂层，其包含在无机粘结剂中的铝粉末，并且直接施加至将被镀铝的表面。镀铝作为在非氧化气氛或真空中将部件加热至某一温度的结果而发生，维持该温度达足以熔化铝粉末并将熔化的铝扩散入表面的持续时间。浆料涂层可包含载体(催化剂)(例如，碱金属卤化物)，其蒸发并且与铝粉末反应来形成挥发性铝卤化物，其然后在部件表面处反应来形成铝化物涂层。

在典型的扩散涂层方法(CVD或浆料涂层)期间，炉子典型地相对在炉子内的气氛处于动态。例如，在浆料和凝胶体涂层扩散热处理方法中，处理循环典型地使用真空炉子实行。即，典型地存在泵压系统，其附接至炉子的排气系统来从炉子移除热，以保持气体流动和/或维持在炉子内的降低的压力。

但是，与这种动态系统关联的必要部件(例如，炉壁、加热区域、泵管线、油、调压器以及机械泵、吹风马达)暴露于沉积和反应气体。这种暴露可导致催化剂沉积在动态系统内的部件上，这可显著地缩减它们的工作寿命跨度，并且引起多种制造问题和延期。因此，存在对改进的扩散涂层方法的需要来形成和修复铝化物涂层。

发明内容

本发明的方面和优点将在下列描述中部分地示出，或可从描述变得明显，或通过本发明的实施习得。

方法通常提供为用于在合金部件上的铝化物涂层的沉积，该合金部件定位在釜室的涂层隔间内。在一个实施例中，经由第一气体管线用惰性气体吹扫涂层隔间；利用惰性气体在涂层隔间内产生正压力；将涂层隔间加热至沉积温度；以及，在处于正压力和沉积温度下时，将至少一种反应物气体引入涂层隔间，来在合金部件的表面上形成铝化物涂层。

还通常提供釜(retort)涂层设备。在一个实施例中，釜涂层设备包括：釜室，其定位在炉子内并且限定用于接收合金基底的涂层隔间；隔热盖，其构造为密封涂层隔间，使得在涂层隔间内的涂层气氛被隔离；气体入口，其连接至入口管道和入口阀；气体出口，其连接至出口管道和出口阀；以及压力控制系统，其连接至入口阀和出口阀。通常，气体入口、入口管道以及入口阀构造为控制气体向涂层隔间的流入，而气体出口、出口管道以及出口阀构造为控制气体离开涂层隔间的流动。

本发明的第一技术方案为一种用于在合金部件上的铝化物涂层的沉积的方法，合金部件定位在釜室的涂层隔间内，方法包括：经由第一气体管线用惰性气体吹扫涂层隔间；利用惰性气体在涂层隔间内产生正压力；将涂层隔间加热至沉积温度；以及在处于正压力和沉积温度下时，将至少一种反应物气体引入涂层隔间，来在合金部件的表面上形成铝化物涂层。

本发明的第二技术方案为，在第一技术方案中，方法还包括，在吹扫涂层隔间之前：将合金部件放置在釜室的涂层隔间内；以及此后，用隔热盖关闭釜室的涂层隔间，使得涂层隔间与大气隔离。