[发明专利]涡轮叶片涂料成分及其方法

说明书

本发明涉及涡轮叶片涂料成分及其方法。且具体而言，涉及用于强化的金属基质涂料的成分，和制备和涂布该成分的方法。该成分包括多个牺牲金属粘结剂粒子和多个坚硬粒子的给料粉末，该多个牺牲金属粘结剂粒子相对于基础衬底为阳极的。

技术领域

本发明涉及保护金属物体以用于减少由侵蚀和腐蚀导致的效率损耗的系统和方法。

背景技术

压缩机(诸如轴向压缩机、离心压缩机和旋转压缩机)经常面临由在压缩机系统中使用的涡轮叶片的腐蚀而造成的工作效率的降低的问题。涡轮由涡轮叶片的级形成，涡轮叶片包括转子和定子叶片。在叶片随着时间变化而被腐蚀或被污染时，效率趋向于下降。叶片趋向于聚集沉积物，诸如氧化铁微粒和来自压缩机涡轮的后级处的气体和流体的其他氧化物碎片。在操作期间由流体和气体导致的叶片表面的磨损，和/或与微粒沉积物的反应可为迅速的。这种表面损坏不可通过水洗而容易地移除，因为沉积物可能不是可水溶的。

在工业中公知的是，可通过使用多种涂布技术保护叶片表面来减少磨损。例如，已知通过叶片上的纯净涂料来保护叶片表面。US申请号No. 2007/0261965描述了提供具有耐高温性的涂布物体的成分和方法。涂布物体由一种或更多种金属或金属合金层在衬底上的电沉积和热处理涂布衬底，使得层和衬底部分地和/或完全地互相扩散而产生。

认为由于对涡轮叶片的潜在的腐蚀和侵蚀性的工作环境，坚硬、耐氧化的涂料的应用可为合乎需要的。此外，压缩机中的停机时间状态可导致腐蚀性环境中的可能的湿气冷凝，以进一步增强叶片表面的磨损。该问题的已知的解决方案包括在U.S专利申请公开号No. 2009/0297720和2011/0165433中的论述。

发明内容

认为为了相对于潜在的侵蚀和腐蚀环境保护金属物体，可产生合成物以耐受侵蚀和腐蚀的环境。该合成物可包括与基础金属表面相容的防护金属涂料，且该金属涂料可包括具有其他粒子(诸如坚硬粒子)的金属合金，以加强防护涂料且减少涂料的侵蚀，以延长保护。还认为，合乎需要的是，防护涂料为薄的，这可增大层的均匀性且减少过程和材料成本。

具体而言，本发明提供解决问题的途径，其可通过提供包括金属涂料的合成物来降低涡轮叶片磨损速率，该金属涂料具有强化的金属基质涂料成分，该成分在性质上是阳极的，包括在性质上是牺牲的金属基础合金，添加坚硬粒子，该坚硬粒子可作用为保护诸如涡轮叶片的基础金属。

本发明的合成物包括：基础衬底、和涂料，该涂料在基础衬底的表面上，包括多个坚硬粒子和多个牺牲金属粘结剂，该牺牲金属粘结剂粒子相对于基础衬底为阳极的。涂料具有相对于基础衬底的至少大约50 mV的电化学电势差。

制备本发明的给料粉末的方法包括：制备多个牺牲金属粘结剂粒子、制备多个坚硬粒子、在液体介质中将牺牲金属粘结剂粒子和坚硬粒子掺合在一起，以将牺牲金属粘结剂粒子和坚硬粒子结合在一起，以产生多个结合的粒子、将多个接合粒子从液体介质分离，以产生给料粉末、和干燥该给料粉末。

根据本发明的涂布基础衬底的方法包括：制备多包括多个牺牲金属粘结剂粒子和多个坚硬粒子的给料粉末、用该给料粉末对基础衬底进行喷雾，以在基础衬底的表面上形成涂料。该涂料具有相对于基础衬底的至少大约50 mV的电化学电势差。

技术方案1：一种合成物，其包括：

基础衬底501；和

涂料502，其在所述基础衬底501的表面上，包括多个坚硬粒子302、402和多个牺牲金属粘结剂粒子301、401，所述牺牲金属粘结剂粒子301、401相对于所述基础衬底501为阳极的；

其中，所述涂料502具有相对于所述基础衬底501的至少大约50 mV的电化学电势差。

技术方案2：根据技术方案1所述的合成物，其特征在于，所述多个牺牲金属粘结剂粒子301、401包括金属或金属合金。