[發(fā)明專利]耐磨損涂層和具有耐磨損涂層的部件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880022951.1
• 申請日: 2008-05-17
• 公開（公告）號: CN101688313A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設計）人: W·艾希曼;F·霍伊特林;T·烏伊萊因
• 申請（專利權）人: MTU飛機發(fā)動機有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;F01D5/28
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄧 毅

本發(fā)明涉及耐磨損涂層，特別是耐腐蝕涂層，優(yōu)選根據(jù)權利要求 1的上位概念用于燃氣輪機部件。本發(fā)明還涉及根據(jù)權利要求9的上 位概念的具有這類耐磨損涂層的部件。

有流體力學負荷的部件，例如燃氣輪機部件由于氧化、腐蝕或侵 蝕而受到磨損。侵蝕是由在氣流中一起移動的、固體物質(zhì)造成的磨損 過程。為了延長有流體力學負荷的部件的使用壽命，需要耐磨損涂層， 其保護部件免受磨損，特別是對抗侵蝕、腐蝕和氧化。

由EP0674020B1已知一種用于基材表面的多層抗腐蝕覆蓋層。在 該文獻中公開了，抗腐蝕覆蓋層提供了一種耐磨損涂層，其由多個重 復施加在待涂布的基材上的多層體系構成。因此在EP?0674020B1中， 重復施加的多層體系由分別兩種不同的層形成，也就是一面由金屬材 料層且另一面由二硼化鈦層形成。因為在根據(jù)EP?0674020B1的耐腐蝕 涂層中，所述重復施加的多層體系僅僅由兩層形成，在該文獻中公開 的耐腐蝕涂層中交替地布置了由金屬材料構成的層和由二硼化鈦構成 的層。

EP?0366289A1公開了另一用于基材的抗腐蝕和抗侵蝕的涂層。根 據(jù)EP?0366289A1，所述耐磨損涂層也由多個重復施加在待涂布的基材 上的多層體系形成，其中每個多層體系又由兩種不同的層構成，也就 是由金屬層(例如由鈦構成)和陶瓷層(例如由氮化鈦構成)構成。

從EP?0562108B1已知另一種抗腐蝕的耐磨損涂層。在該文獻中公 開的耐磨損涂層又由多個重復施加在待涂布的基材上的多層體系形 成。在此，EP?0562108B1的圖4公開了由多個重復施加的多層體系形 成的耐磨損涂層，其中每個多層體系由四層構成，也就是由一個由鎢 或鎢合金構成的可延展層和三個硬層構成，其中所述三個硬層的區(qū)別 在于添加元素含量。

由此出發(fā)，本發(fā)明要解決的問題在于，提供新型耐磨損涂層和具 有這樣的耐磨損涂層的部件。

所述問題由此得到解決，即在開篇提到的耐磨損涂層通過權利要 求1的特征部分的技術特征得到改進。根據(jù)本發(fā)明，所述一個或每個 多層體系的所有層均基于鉻，其中在待保護的表面與所述一個/多個多 層體系之間施加擴散阻擋層。

根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層保證了非常好的抗腐蝕性以及抗氧化 性。根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層對所涂布的部件的抗振強度具有非常小 的影響。在部件表面與所述一個/多個多層體系之間整合了一個擴散阻 擋層的前提條件下，根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層具有高熱力學穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層可以在非常高的溫度下使用較長的時間 段。

有利的是，所述擴散阻擋層是單-納米結構化地 (mono-nanostruckturiert)構成的并且特別有利地被構造成CrN層。

根據(jù)本發(fā)明的部件在權利要求12中定義。

本發(fā)明的優(yōu)選改進方案在從屬權利要求和下文的說明書中給出。 依據(jù)附圖更詳盡地解釋本發(fā)明的實施例，而不限于此：

圖1通過根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層 的高度示意性橫截面；和

圖2通過根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層 的高度示意性橫截面。

本發(fā)明涉及用于部件，特別是用于燃氣輪機部件，如燃氣輪機葉 片的耐磨損涂層。可以利用所述耐磨損涂層涂布整個部件。同樣可以 利用根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層僅僅涂布所述部件的選定區(qū)段或區(qū)域。

圖1示出通過經(jīng)涂布的部件10的高度示意性橫截面，其中將根據(jù) 本發(fā)明的耐磨損涂層施加到部件10的表面11上，該涂層根據(jù)圖1包 含兩個多層體系12和13。多層體系12、13中的每一個均包含多個層。

因此，在圖1的實施例中，每個多層體系12、13均包含由金屬材 料構成的層14、由金屬合金材料構成的層15、由梯度分布的金屬-陶 瓷材料構成的層16和由陶瓷材料構成的層17。在多層體系12與部件 10的表面11之間還布置了單-納米結構化的擴散阻擋層18。在此，所 述單-納米結構化的擴散阻擋層是基于鉻以陶瓷CrN層的形式構成的。

部件10優(yōu)選由鎳基合金、鈷基合金、鐵基合金或鈦基合金形成。 根據(jù)本發(fā)明的耐磨損涂層的每個多層體系12、13的每個層14、15、 16、17均基于鉻。