[發(fā)明專利]經(jīng)涂布的部件及在基材的表面上形成涂層體系的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810844643.2 | 申請日： | 2018-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN109317376A | 公開（公告）日： | 2019-02-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | D·陳;M·付;M·D·克拉克;D·G·科尼策爾 | 申請（專利權(quán)）人： | 通用電氣公司 |
| 主分類號： | B05D5/00 | 分類號： | B05D5/00;B05D7/00 |
| 代理公司： | 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100 | 代理人： | 侯穎媖;金紅蓮 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 柱狀 涂層體系 基材 中間層 表面連接 熱障涂層 申請 | ||
本申請?zhí)峁┝艘环N經(jīng)涂布的部件以及形成這樣的涂層體系的方法。所述經(jīng)涂布的部件包括基材，該基材具有其上有涂層體系的表面。涂層體系可包括在基材的表面上方的柱狀熱障涂層(TBC)，所述柱狀TBC包括表面連接的空隙。柱狀TBC層上方是中間層。中間層具有比柱狀TBC的表面粗糙的與柱狀TBC相對的表面。中間層上方是第二TBC。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及一種向柱狀或致密的垂直開裂熱障涂層上沉積熱噴涂層的方法，如用于其上已事先沉積電子束物理氣相沉積(EB-PVD)熱障涂層的渦輪發(fā)動機部件上，或用于修復(fù)其上已事先沉積電子束物理氣相沉積(EB-PVD)熱障涂層的渦輪發(fā)動機部件。
背景技術(shù)
熱障涂層(“TBC”)通常用于在高溫下運行或暴露于高溫下的制品中。例如，航空渦輪機和陸基渦輪機可包括由熱障涂層保護的一個或多個部件。在正常的運行條件下，涂層部件可能易受各種類型損害的影響，所述損害包括侵蝕、氧化和來自環(huán)境污染物的攻擊。
對于渦輪機部件，特別關(guān)注的環(huán)境污染物組合物是含有鈣、鎂、鋁、硅的氧化物及其混合物的那些；例如，由燃氣渦輪發(fā)動機吸入的灰塵、灰和粉塵通常由這樣的化合物構(gòu)成。這些氧化物經(jīng)常結(jié)合以形成包含混合的鈣-鎂-鋁-硅-氧化物體系(Ca-Mg-Al-Si-O)的污染物組合物，以下稱為“CMAS”。在高渦輪機操作溫度下，這些環(huán)境污染物可粘附至熱的熱障涂層表面，并且因此引起對熱障涂層的損害。例如，CMAS可形成在渦輪機的操作溫度下為液體或熔融的組合物。熔融的CMAS組合物可溶解熱障涂層，或者可通過滲透涂層中的孔、通道、裂縫或其他空腔來填充其多孔結(jié)構(gòu)。冷卻后，滲透的CMAS組合物固化并降低涂層應(yīng)變耐受性，因此引發(fā)且傳播可引起涂層材料分層和剝落的裂縫。這還可導(dǎo)致對零件或部件的下層金屬基材提供的熱保護的部分或完全喪失。此外，熱障涂層的剝落可在金屬基材中產(chǎn)生熱點，導(dǎo)致過早的部件失效。過早的部件失效可導(dǎo)致計劃外維護和零件更換，導(dǎo)致降低的性能以及增加的操作和維護成本。
然而，TBC的日常維護包括清洗和向部件上重新施加TBC材料。這樣的操作需要發(fā)動機拆卸或發(fā)動機清洗過程，以便可向一個或多個部件的表面上施加新的TBC。這樣的拆卸過程會導(dǎo)致發(fā)動機停機時間，從而造成長時間的服務(wù)中斷。或者，用洗滌劑和其他清潔劑沖洗發(fā)動機的內(nèi)部部件可能向發(fā)動機引入其他不希望有的問題。
因此，需要改進的涂層體系，當(dāng)在高溫下操作或暴露于高溫時，所述涂層體系對熱障涂層提供免于環(huán)境污染物的不利效應(yīng)的保護。具體地，需要改進的涂層體系和制備這種涂層的方法，所述涂層提供免于沉積CMAS的不利效應(yīng)的保護。
發(fā)明內(nèi)容
方面和優(yōu)點將部分地在下面的描述中闡述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過本發(fā)明的實施來了解。
一般地，提供了經(jīng)涂布的部件。在一個實施方案中，經(jīng)涂布的部件包括基材，所述基材具有其上有涂層體系的表面。涂層體系可包括在基材的表面上方的柱狀熱障涂層(TBC)，所述柱狀TBC包括表面連接的空隙。柱狀TBC層上方是中間層。中間層具有比柱狀TBC的表面粗糙的與柱狀TBC相對的表面。中間層上方是第二TBC。
本發(fā)明還提供了在基材的表面上形成涂層體系的方法。在一個實施方案中，在基材的表面上方形成柱狀熱障涂層，使得柱狀TBC具有表面連接的空隙并具有有著第一表面粗糙度的表面。在柱狀物上方形成空氣等離子噴涂中間層，使得中間層具有與柱狀TBC相對的表面，該表面具有比柱狀TBC的第一表面粗糙度粗糙的第二表面粗糙度。任選地，可然后在APS中間層上方形成第二TBC。
本申請技術(shù)方案1涉及一種經(jīng)涂布的部件，所述部件包含基材，所述基材具有其上有涂層體系的表面，其中所述涂層體系包含：
所述基材的所述表面上方的柱狀熱障涂層(TBC)，其中所述柱狀TBC包括表面連接的空隙，并且其中所述柱狀TBC具有與所述基材相對的表面；
所述柱狀TBC層上方的中間層，其中所述中間層具有比所述柱狀TBC的所述表面粗糙的與所述柱狀TBC相對的表面；和
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