[发明专利]围带可磨耗涂层和制造方法

说明书

技术领域

本技术大体上涉及高温可磨耗涂层且涉及制造高温可磨耗涂层(abradablecoating)的方法，具体而言，涉及具有高温可磨耗涂层的涡轮围带(turbineshroud)。

背景技术

相对容易磨耗的材料可用于形成在旋转构件(转子)与固定构件(定子)之间的密封。典型地，转子磨掉定子的具有可磨耗材料的一部分，以便形成密封，该密封的特征在于转子与定子之间相对小的间隙。可磨耗密封的应用是在涡轮(例如，燃气涡轮)中，在该涡轮中，包括安装在轴上的多个叶片的转子由固定的围带包围。在高压涡轮(HPT)区段中，这些围带限定涡轮中的热气体流动路径。使叶片末梢与围带内壁之间的空隙最小化减少了围绕叶片末梢的热气体的泄漏，从而导致改善的涡轮效率。

为了减小叶片末梢磨损，已知在围带流动路径表面上使用形成了图案的可磨耗架构。通过降低与经过的叶片接触的围带表面的稠度(solidity)，减少了相关的叶片末梢磨损。尽管形成了图案的围带表面可减少叶片磨损，但这可由于在经过的叶片末梢上方的泄漏损失而降低涡轮效率。结果，期望基本上平滑、连续的流动路径表面可磨耗结构以减少泄漏，同时期望形成了图案的可磨耗表面以使叶片末梢磨损最小化。解决围带流动路径表面的该明显矛盾的一个途径是使用具有基本上平滑、连续的流动路径表面的高孔隙率可磨耗材料。然而，发现这种材料是高度脆性的，从而在侵蚀性和其他严苛环境条件下遭受低耐久性。

结果，需要制作可磨耗围带的方法和所得的可磨耗围带，该可磨耗围带包括平衡高流动路径稠度、低叶片末梢磨损和好的使用耐久性的矛盾要求的架构和微结构。

发明内容

根据本技术的一个示例，制造涡轮围带的方法包括在屏障涂层系统上方形成多孔的脆性涂层，以形成基本上平滑连续的流动路径表面，该屏障涂层系统提供在涡轮围带的基底上。

根据本技术的另一示例，用于涡轮的围带包括：具有外表面的基底，该外表面构造成配置在旋转的涡轮叶片的末梢附近且至少部分地限定涡轮流动路径的外环带；屏障涂层系统，其覆盖该基底的外表面的至少一部分；和多孔的脆性涂层，其覆盖该屏障涂层系统的至少一部分，该多孔的脆性涂层限定基本上平滑连续的流动路径表面。

技术方案1：一种制造涡轮围带的方法，包括：

在屏障涂层系统上方形成多孔的脆性涂层，以形成基本上平滑连续的流动路径表面，所述屏障涂层系统提供在所述涡轮围带的基底上。

技术方案2：根据技术方案1所述的方法，其中，形成所述多孔的脆性涂层包括通过至少一种添加制造方法来应用多孔的脆性涂层。

技术方案3：根据技术方案2所述的方法，其中，所述至少一种添加制造方法包括热喷涂。

技术方案4：根据技术方案1所述的方法，其中，所述多孔的脆性涂层包括挥发性填充物、小孔诱导物、或烧结辅助剂中的至少一种。

技术方案5：根据技术方案1所述的方法，其中，形成所述多孔的脆性涂层包括利用至少一种材料来作为未加工坯体形成所述多孔的脆性涂层，且烧结所述未加工坯体。

技术方案6：根据技术方案1所述的方法，其中，形成所述多孔的脆性涂层的材料基本上包括氧化锆基或硅酸盐基的组分。

技术方案7：根据技术方案1所述的方法，还包括加工所述多孔的脆性涂层以形成该基本上连续的流动路径表面。

技术方案8：根据技术方案1所述的方法，还包括热处理所述多孔的脆性涂层。

技术方案9：根据技术方案1所述的方法，其中，所述多孔的脆性涂层包括微裂纹。

技术方案10：一种用于涡轮的围带，包括：

具有外表面的基底，所述外表面构造成配置在旋转的涡轮叶片的末梢附近且至少部分地限定涡轮流动路径的外环带；

屏障涂层系统，其覆盖所述基底的外表面的至少一部分；和

多孔的脆性涂层，其覆盖所述屏障涂层系统的至少一部分，所述多孔的脆性涂层限定基本上平滑连续的流动路径表面。

技术方案11：根据技术方案10所述的物品，其中，所述多孔的脆性涂层包括微裂纹。

技术方案12：根据技术方案10所述的物品，其中，形成所述多孔的脆性涂层的材料包括烧结辅助剂。

技术方案13：根据技术方案10所述的物品，其中，所述屏障涂层系统包括热屏障涂层。

技术方案14：根据技术方案13所述的物品，其中，所述热屏障涂层包括稳定的氧化锆。

技术方案15：根据技术方案10所述的物品，其中，所述屏障涂层系统包括环境屏障涂层。