CN102493849B - 涡轮叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涡轮叶片，涡轮叶片上喷涂有抗腐蚀保护层；抗腐蚀保护层的成分包括MCrAlY合金粉和氧化铝粉末，且氧化铝粉末所占的重量比为0.5～5％；其中，Y为稀土；M为镍(Ni)、钴(Co)或NiCo。本发明的涡轮叶片的表面上有抗腐蚀保护层，提高涡轮叶片的抗冲刷性能和耐高温腐蚀性能，从而延长叶片的工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮叶片领域，特别地，涉及一种航改型燃机的具有抗高温腐蚀及冲蚀性能的涡轮叶片。
背景技术
当前国内企业生产的航改型的小功率燃气轮机使用的燃料部分为焦虑煤气、黄磷尾气等杂质含量较高的气体。由于焦虑煤气、黄磷尾气等气体不仅含有硫，还含有一些杂质，同时进气端的空气里也含有微颗粒尘土、钠盐和钒酸盐有害物质，高温下会对燃气轮机的涡轮叶片造成高温硫化腐蚀和热腐蚀，影响涡轮叶片的寿命。
发明内容
本发明目的在于提供一种涡轮叶片，以解决地面燃气轮机在燃料质量不佳(杂质含量和硫含量较高)的环境下使用时，涡轮叶片容易遭受高温气体的冲蚀作用和高温硫化，从而导致使用寿命过短的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种涡轮叶片，涡轮叶片上喷涂有抗腐蚀保护层；抗腐蚀保护层的成分包括MCrAlY合金粉和氧化铝粉末，且氧化铝粉末所占的重量比为0.5～5％；其中，Y为稀土；M为镍(Ni)、钴(Co)或NiCo。
进一步地，铬(Cr)或铝(Al)占McrAlY粉末重量的5～25％。
进一步地，抗腐蚀保护层通过热喷涂技喷涂在涡轮叶片上。
进一步地，抗腐蚀保护层是通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)喷涂在涡轮叶片上。
进一步地，抗腐蚀保护层的厚度范围为100μm～300μm。
进一步地，涡轮叶片的材料为镍基高温合金。
进一步地，涡轮叶片和抗腐蚀保护层之间还设有一层基本保护层；基本保护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝及稀土。
进一步地，涡轮叶片和抗腐蚀保护层之间还设有一层防护层；防护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝、钽及稀土。
进一步地，涡轮叶片和抗腐蚀保护层之间依次喷涂有一层基本保护层和一层防护层；基本保护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝及稀土；防护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝、钽及稀土。
本发明具有以下有益效果：本发明的涡轮叶片的表面上有抗腐蚀保护层，提高涡轮叶片的抗冲刷性能和耐高温腐蚀性能，从而延长叶片的工作寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的涡轮叶片的结构示意图；以及
图2至图4是本发明的其它实施方式中的涡轮叶片的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参照图1，本发明优选实施例的涡轮叶片1的表面上均匀地覆盖了一层抗腐蚀保护层2。该涡轮叶片1的材料为镍基高温合金。该抗腐蚀保护层2的成分包括MCrAlY合金粉和氧化铝粉末(Al2O3)；其中，MCrAlY合金粉包括铬(Cr)、铝(Al)、M及稀土(Y)，且M为镍(Ni)、钴(Co)或NiCo。铬(Cr)或铝(Al)占MCrAlY合金粉重量的5～25％。氧化铝(Al2O3)粉末占该抗腐蚀保护层2的重量的0.5～5％。
该抗腐蚀保护层2通过热喷涂技术喷涂在涡轮叶片1的表面上。优选地，该抗腐蚀保护层2通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)喷涂在涡轮叶片1的表面。具体过程为：先将MCrAlY合金粉末与氧化铝(Al2O3)粉末制备成热喷涂喂料；然后将该热喷涂喂料用热喷涂技术喷在涡轮叶片1的表面，得到Al2O3-MCrAlY抗腐蚀保护层2。
采用HVOF技术能够保证抗腐蚀保护层2与涡轮叶片1结合力不受影响，且使得整个抗腐蚀保护层2的氧含量低。优选地，该抗腐蚀保护层2的厚度范围为100μm～300μm。抗腐蚀保护层2内中的金属铬(Cr)和铝(Al)为亲氧元素，其与氧很容易形成大量氧化膜从而阻止氧和硫进一步向内扩散，大大提高了抗腐蚀保护层2的抗高温氧化和硫化性能；此外，由于抗腐蚀保护层2中的Al2O3相有很高的硬度和耐磨性，可以提高抗腐蚀保护层2的抗冲刷性能。由于涡轮叶片1的表面上有抗腐蚀保护层2，提高涡轮叶片1的抗冲刷性能和耐高温腐蚀性能，从而延长叶片的工作寿命。
请结合参照图2，在其它实施方式中，在涡轮叶片1和抗腐蚀保护层2之间还设有一层基本保护层3。该基本保护层3的组成成分包括镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)及稀土。
请结合参照图3，在其它实施方式中，在涡轮叶片1和抗腐蚀保护层2之间还设有一层防护层4。层防护层4的组成成分包括镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钽(Ta)及稀土。
请结合参照图4，在其它实施方式中，上述基本保护层3、防护层4及抗腐蚀保护层2依次喷涂在涡轮叶片1的表面上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种涡轮叶片，其特征在于，所述涡轮叶片上喷涂有抗腐蚀保护层；
所述抗腐蚀保护层的成分包括MCrAlY合金粉和氧化铝粉末，且所述氧化铝粉末所占的重量比为0.5～5％；
其中，所述Y为稀土；所述M为镍(Ni)、钴(Co)或NiCo；
所述抗腐蚀保护层的厚度范围为100μm～300μm；所述涡轮叶片和所述抗腐蚀保护层之间依次喷涂有一层基本保护层和一层防护层；
所述基本保护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝及稀土；
所述防护层的组成成分包括镍、钴、铬、铝、钽及稀土；
所述涡轮叶片的材料为镍基高温合金。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述铬(Cr)或铝(Al)占McrAlY粉末重量的5～25％。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述抗腐蚀保护层通过热喷涂技喷涂在所述涡轮叶片上。
4.根据权利要求3所述的涡轮叶片，其特征在于，所述抗腐蚀保护层是通过超音速火焰喷涂技术(HVOF)喷涂在所述涡轮叶片上。
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