CN110735145A - 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法 - Google Patents

一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110735145A
CN110735145A CN201911190657.8A CN201911190657A CN110735145A CN 110735145 A CN110735145 A CN 110735145A CN 201911190657 A CN201911190657 A CN 201911190657A CN 110735145 A CN110735145 A CN 110735145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nicralysi
chemical solution
ysz
thermal barrier
pressure turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911190657.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王博
刘洋
陈浩军
程玉贤
张佳平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd filed Critical AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority to CN201911190657.8A priority Critical patent/CN110735145A/zh
Publication of CN110735145A publication Critical patent/CN110735145A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/10—Other heavy metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本发明属于涂层技术领域，具体涉及一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法。本发明的技术方案如下：一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，使用干吹砂+化学溶液法对高压涡轮叶片热障涂层进行去除，首先通过干吹砂在YSZ面层形成化学溶液扩散通道；然后通过化学溶液与TGO发生反应，使YSZ陶瓷面层脱落，化学溶液再与NiCrAlYSi抗氧化底层发生反应，将NiCrAlYSi抗氧化底层去除，完全去除涂层且不对叶片基体造成任何腐蚀。本发明提供的高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，能够对叶片热障涂层进行多次去除而不影响基体的力学性能，大大延长了叶片的使用寿命。

Description

一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法
技术领域
本发明属于涂层技术领域，具体涉及一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法。
背景技术
航空发动机及燃气轮机涡轮叶片服役环境恶劣，其表面需涂敷防护涂层以提高零件服役寿命和可靠性。某型号发动机高压涡轮工作叶片为空心气冷叶片，叶身材料为定向凝固高温合金，叶片流道表面涂覆的热障涂层体系为底层真空电弧镀NiCrAlYSi，面层电子束物理气相沉积YSZ，以提高其抗氧化腐蚀性能。
随着发动机的性能提升，高压涡轮工作叶片的承受温度越来越高，涂覆的热障涂层在承受高温高载荷的情况下，容易出现局部脱落和掉块等现象，长期使用后在叶片表面沉积CMAS等环境附着物，隔热和抗氧化腐蚀能力显著下降，造成叶片无法继续使用，导致首翻期后几乎全部的高压涡轮工作叶片热障涂层都需修理或更换。
目前普遍采用的方法是干吹砂进行涂层的去除,但是由于吹砂力度的不均匀,以及涂层薄厚的不均匀,造成涂层在去除过程中大量存在未去除干净或者过去除现象,严重影响叶片涂层的再涂覆和重新使用。
NiCrAlYSi抗氧化层与YSZ陶瓷面层之间的TGO(热生长氧化层，主要成分是Al2O3)，使用化学法难以去除，而且化学法容易对叶片基体造成伤害。
发明内容
本发明提供一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，能够对叶片热障涂层进行多次去除而不影响基体的力学性能，大大延长了叶片的使用寿命。
本发明的技术方案如下：
一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，使用干吹砂+化学溶液法对高压涡轮叶片热障涂层进行去除，首先通过干吹砂在YSZ面层形成化学溶液扩散通道；然后通过化学溶液与TGO发生反应，使YSZ陶瓷面层脱落，化学溶液再与NiCrAlYSi抗氧化底层发生反应，将NiCrAlYSi抗氧化底层去除，完全去除涂层且不对叶片基体造成任何腐蚀。
进一步地，所述的高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，其中干吹砂的砂料为白刚玉砂80目，喷砂方式采用自吸式，空气压力为0.2～0.4MPa。
进一步地，所述的高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，所述化学溶液包括硝酸、氢氟酸和铁粉，其中，主溶剂：硝酸(HNO3)(密度＝1.4)(250-390)ml/L；活化剂：氢氟酸HF(20％)(10-15)ml/L；缓蚀剂：铁粉4-8g/L；反应温度为65-70℃；反应时间为8-20min。
本发明的工作原理为：硝酸(HNO3)的作用首先是与NiCrAlYSi抗氧化层与YSZ陶瓷面层之间的TGO(热生长氧化层，主要成分是Al2O3)发生反应，使YSZ陶瓷面层逐渐脱落，硝酸(HNO3)与活化剂氢氟酸HF共同作用与NiCrAlYSi抗氧化层中的Al、Cr等金属元素反应，生成氧化产物，通过不断地擦拭，反应不断进行，NiCrAlYSi抗氧化层逐渐去除；Fe粉是起到缓解腐蚀高温合金叶片基体的作用，由于合金基体中的Al、Cr等元素比涂层中的含量低得多，再加上Fe粉的缓蚀作用，可以通过控制时间的方法在完全去除涂层的情况下不对合金基体造成任何腐蚀。
本发明的有益效果为：通过干吹砂去除附着物并在YSZ面层形成化学溶液扩散通道；通过化学溶液法完全去除涂层且不对叶片基体造成任何腐蚀；去除涂层后的叶片使用真空电弧镀再涂覆NiCrAlYSi底层，使用电子束物理气相沉积制备YSZ面层，涂层各项性能指标良好，叶片通过长试考核，涂层完好，无脱落现象；能够对叶片热障涂层进行多次去除而不影响基体的力学性能，大大延长了叶片的使用寿命。
具体实施方式
一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，使用干吹砂+化学溶液法对高压涡轮叶片热障涂层进行去除，首先通过干吹砂在YSZ面层形成化学溶液扩散通道，干吹砂的砂料为白刚玉砂80目，喷砂方式采用自吸式，空气压力为0.3MPa；然后通过化学溶液与TGO发生反应，使YSZ陶瓷面层脱落，化学溶液再与NiCrAlYSi抗氧化底层发生反应，将NiCrAlYSi抗氧化底层去除，完全去除涂层且不对叶片基体造成任何腐蚀；所述化学溶液包括硝酸、氢氟酸和铁粉，其中，主溶剂：硝酸(密度＝1.4)280ml/L；活化剂：氢氟酸(20％)12ml/L；缓蚀剂：铁粉6g/L；反应温度为68℃；反应时间为10min。
具体流程如下：吹砂保护—干吹砂—超声波清洗—烘干—查孔、通孔—涂胶、封蜡—酸洗前准备—酸洗—酸洗后清洁及烘干—除蜡—查孔、通孔—测厚和表面无损检测—热着色检查—最终目视检查和质量确认。

Claims (3)

1.一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，其特征在于，使用干吹砂+化学溶液法对高压涡轮叶片热障涂层进行去除，首先通过干吹砂在YSZ面层形成化学溶液扩散通道；然后通过化学溶液与TGO发生反应，使YSZ陶瓷面层脱落，化学溶液再与NiCrAlYSi抗氧化底层发生反应，将NiCrAlYSi抗氧化底层去除，完全去除涂层且不对叶片基体造成任何腐蚀。
2.根据权利要求1所述的高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，其特征在于，干吹砂的砂料为白刚玉砂80目，喷砂方式采用自吸式，空气压力为0.2～0.4MPa。
3.根据权利要求1所述的高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法，其特征在于，所述化学溶液包括硝酸、氢氟酸和铁粉，其中，主溶剂：硝酸(HNO3)(密度＝1.4)(250-390)ml/L；活化剂：氢氟酸HF(20％)(10-15)ml/L；缓蚀剂：铁粉4-8g/L；反应温度为65-70℃；反应时间为8-20min。
CN201911190657.8A 2019-11-28 2019-11-28 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法 Pending CN110735145A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911190657.8A CN110735145A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911190657.8A CN110735145A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110735145A true CN110735145A (zh) 2020-01-31

Family

ID=69274085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911190657.8A Pending CN110735145A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110735145A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113106532A (zh) * 2021-04-07 2021-07-13 江苏源清动力技术有限公司 一种航空发动机和燃气轮机热部件热障涂层去除工艺
CN114107993A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 华瑞（江苏）燃机服务有限公司 一种燃气轮机透平动叶叶片的金属粘结层的酸洗剥离工艺
CN115122243A (zh) * 2022-07-25 2022-09-30 西门子燃气轮机部件(江苏)有限公司 涂层厚度可控的涂层厚度去除方法
CN115233155A (zh) * 2022-08-31 2022-10-25 华能国际电力股份有限公司 一种透平叶片热障涂层真空电弧去除方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240563A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品
CN103465549A (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 天津大学 一种含有抗热腐蚀过渡底层的热障涂层及制备方法
CN106637030A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 三菱日立电力系统株式会社 热障涂层剥离方法以及热障涂层修补方法
CN108032033A (zh) * 2017-12-06 2018-05-15 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种涡轮导向叶片冷气孔裂纹的修复方法
CN109175881A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 中国人民解放军第五七九工厂 一种航空发动机涡轮静子叶片补片修复的真空钎焊方法
CN109440046A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种航空发动机及燃气轮机叶片用热障涂层及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240563A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品
CN103465549A (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 天津大学 一种含有抗热腐蚀过渡底层的热障涂层及制备方法
CN106637030A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 三菱日立电力系统株式会社 热障涂层剥离方法以及热障涂层修补方法
CN108032033A (zh) * 2017-12-06 2018-05-15 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种涡轮导向叶片冷气孔裂纹的修复方法
CN109175881A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 中国人民解放军第五七九工厂 一种航空发动机涡轮静子叶片补片修复的真空钎焊方法
CN109440046A (zh) * 2018-11-30 2019-03-08 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种航空发动机及燃气轮机叶片用热障涂层及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张斌科等: "航空发动机高压涡轮叶片失效涂层的清除", 《电镀与涂饰》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113106532A (zh) * 2021-04-07 2021-07-13 江苏源清动力技术有限公司 一种航空发动机和燃气轮机热部件热障涂层去除工艺
CN114107993A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 华瑞（江苏）燃机服务有限公司 一种燃气轮机透平动叶叶片的金属粘结层的酸洗剥离工艺
CN115122243A (zh) * 2022-07-25 2022-09-30 西门子燃气轮机部件(江苏)有限公司 涂层厚度可控的涂层厚度去除方法
CN115122243B (zh) * 2022-07-25 2024-04-30 西门子能源燃气轮机部件(江苏)有限公司 涂层厚度可控的涂层厚度去除方法
CN115233155A (zh) * 2022-08-31 2022-10-25 华能国际电力股份有限公司 一种透平叶片热障涂层真空电弧去除方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110735145A (zh) 一种高压涡轮叶片NiCrAlYSi/YSZ热障涂层去除方法
US5643474A (en) Thermal barrier coating removal on flat and contoured surfaces
JP4729178B2 (ja) 断熱皮膜の除去方法
JP4643231B2 (ja) 被覆部品を補修する方法
EP1010776B1 (en) Caustic process for replacing thermal barrier coatings
JP4942926B2 (ja) 耐環境性ボンド皮膜を使用して部品を補修する方法及びその結果得られた補修した部品
US6210488B1 (en) Method of removing a thermal barrier coating
JP4667714B2 (ja) セラミック皮膜の除去方法
JP5036965B2 (ja) ＮｉＡｌボンディングコートを使用して被覆部品を補修する方法
CA2921814C (en) Methods for removing barrier coatings, bondcoat and oxide layers from ceramic matrix composites
US20070131255A1 (en) Method for removing a layer area of a component
JP2010043351A (ja) 遮熱コーティング及びその製造法
EP2540976A2 (en) Grit blast free thermal barrier coating rework
CN105420744A (zh) 一种涡轮叶片热障涂层陶瓷面层去除方法
US20170369981A1 (en) Treated gas turbine components and processes of treating gas turbine systems and gas turbine components
CN114196948A (zh) 航空发动机高温合金上高温防护涂层的加工方法
Stolle Conventional and advanced coatings for turbine airfoils
CN115652314A (zh) 镍基高温合金涡轮叶片上的NiCrAlYSi涂层化学去除方法
CN117325084A (zh) 一种涡轮叶片表面涂层漏渗的处理方法
CN115652252A (zh) 航空发动机多联叶片组合件的渗铝防护涂层修复方法
CN115386830A (zh) 化学法去除叶片气相沉积涂层的遮蔽防护方法
CN114075690A (zh) 一种电化学退除MCrAlY涂层的方法
HU212746B (en) Method for coating steel surfaces of steam turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200131