CN115069681A - 从扩散涂层组件中去除污染物的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从由扩散涂层保护的燃气涡轮发动机组件的表面去除污染物的方法，所述扩散涂层包括在组件表面上的添加剂层和在组件表面中的扩散区。所述方法包括：使含有污染物的表面经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除组件表面上的污染物。还提供了用于从涂层超合金组件受控地去除至少一部分厚度的扩散涂层的方法。

Description

从扩散涂层组件中去除污染物的方法
优先权信息
本申请要求于2021年3月10日提交的欧洲专利申请号21461524.7的优先权。
技术领域
本公开总体上涉及用于修复受扩散涂层保护的燃气涡轮发动机组件的方法，并且更具体地，涉及用于从扩散涂层去除污染物的方法。
背景技术
当涡轮机用于飞行器或用于发电时，它们通常在尽可能高的温度下运行，以获得最大的运行效率。由于高温会损坏用于组件的合金，因此已使用多种方法来提高金属组件的工作温度。
镍基超合金用于燃气涡轮发动机中的许多最高温度材料应用中。例如，镍基高温合金用于制造高压和低压燃气涡轮叶片、叶轮或喷嘴、定子和护罩等组件。这些组件要面临经受极端的压力和环境条件。镍基超合金的成分经过精心设计，可以承受施加在组件上的应力。保护性涂层通常应用于组件以保护它们免受高温、腐蚀性燃烧气体的环境冲击。
广泛使用的保护性涂层是被称为扩散铝化物涂层的一种含铝涂层。扩散过程通常需要使组件的表面与含铝的气体成分反应形成两个不同的区域，其中最外层是添加剂层，该添加剂层含有以MAl为代表的耐环境金属间化合物，其中M是铁、镍或钴，取决于基底。MAl金属间化合物是铝沉积和铁、镍和/或钴从基底向外扩散的结果。在空气中高温暴露期间，MAl金属间化合物形成保护性铝氧化物(氧化铝)氧化皮或氧化层，从而抑制扩散涂层和下面基底的氧化。添加剂层的化学性质可以通过在含铝组合物中存在另外的元素(例如铂、铬、硅、铑、铪、钇和锆)来改变。包含铂的扩散铝化物涂层，称为铝化铂涂层，特别广泛地用于燃气涡轮发动机组件。
扩散铝化物涂层的第二区形成在添加剂层下方组件的表面区域中。扩散区包含各种金属间相和亚稳态相，这些相在涂层反应过程中由于扩散梯度和基底局部区域中元素溶解度的变化而形成。扩散区内的金属间化合物是基底和扩散涂层的各种合金元素的产物。
尽管环境涂层材料和形成这种涂层的方法已经取得了重大进展，但在某些情况下不可避免地需要修复或更换这些涂层。例如，由于扩散涂层的腐蚀或热降解、形成涂层的组件的翻新，或扩散涂层或通过扩散涂层粘附到组件上的热障涂层(如果存在)的过程中修复，使去除成为必须。当前最先进的修复工艺是通过结合机械和化学处理来完全去除扩散铝化物涂层。例如，可以通过喷砂然后用酸性溶液处理来去除扩散铝化物涂层，该酸性溶液能够与添加剂和扩散层相互作用并去除它们。
包括扩散区的整个铝化物涂层的去除会导致基底表面的一部分的去除。对于燃气涡轮发动机叶片和叶轮翼型件等组件，去除扩散区可能会导致基底表面的合金损耗，对于风冷组件，去除扩散区可能会导致壁面过薄和气流特性急剧变化，以至于组件必须报废。
目前用于去除扩散涂层以暴露超合金组件的表面或完全去除添加剂层的大多数方法包括使用酸剥离、多次喷砂和随后的热着色工艺以验证铝化物是否从超合金组件的表面完全去除。酸剥离使用刺激性化学物质，例如磷酸、硝酸或盐酸，这些化学物质需要特殊设备来去除添加剂层和扩散层。
因此，需要一种改善的方法来用于清洁、检查和再生(rejuvenate)涂层制品。
发明内容
在一个方面，本公开的实施方案涉及一种从涂层超合金组件中去除污染物的方法，该涂层超合金组件具有扩散涂层，该扩散涂层包括在组件表面上的添加剂层和在组件表面中的扩散区。所述方法包括提供在组件表面上具有一种或多种污染物的涂层超合金组件；以及使包含污染物的组件的表面经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除一种或多种污染物。
在另一方面，本公开的实施方案涉及一种使具有表面的涂层超合金组件再生的方法，该涂层超合金组件已在高温下使用过(undergone service)。所述方法包括：提供具有扩散涂层的涂层超合金组件，该扩散涂层包括在组件表面上的添加剂层和在组件表面中的扩散区；通过使组件经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，从而从组件中去除一种或多种污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除污染物，产生扩散区的暴露部分或添加剂层的暴露部分；可选地，使用激光束脉冲选择性地去除至少一部分添加剂层；将铝化物涂层施加到扩散区的暴露部分或添加剂层的暴露部分；在预选的高温下进行扩散热处理，以在超合金组件上形成再生的保护性铝化物涂层。可选地，所述方法还可以包括在其上施加铝化物涂层之前修复涂层超合金组件。
附图说明
根据随后结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是根据本公开在高温下使用过的组件的透视图；
图2是根据本公开示例性实施方案的使用过的组件沿图1的2-2方向的剖视示意图；
图3是根据本公开示例性实施方案在去除污染物之后的图2的组件的示意图；
图4是根据本公开示例性实施方案在去除部分添加剂层之后图2的组件的示意图；
图5是根据本公开示例性实施方案的从涂层超合金组件去除污染物的示例性方法的流程图；和
图6是根据本公开示例性实施方案的使在高温下使用过的涂层超合金组件再生的方法的流程图。
具体实施方式
下面将描述本公开的一个或多个实施方案。除非另有定义，本文使用的技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
术语“一个”和“一种”不表示数量的限制，而是表示至少一个引用项目的存在。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修改任何可允许变化的量化表示，而不会导致与其相关的基本功能发生变化。因此，由诸如“约”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。此外，当使用“第一个值-第二个值”的表达式时，旨在修饰这两个值。至少在一些情况下，近似的语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。
在此，在整个说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围是确定的，并包括其中包含的所有子范围。此处引用的任何数值包括以一个单位为增量从较低值到较高值的所有值，前提是在任何较低值和任何较高值之间存在至少2个单位的间隔。作为示例，如果所述组分的量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是例如从1到90，则旨在本说明书中明确列举了15～85、22～68、43～51、30～32等值。对于小于1的值，一个单位被视为0.0001、0.001、0.01或0.1(视情况而定)。这些仅仅是特定意图的示例，并且在所列举的最低值和最高值之间的所有可能的数值组合将被认为在本申请中以类似的方式明确说明。
本公开的方法可以包括、基本上由或由本公开的组件以及本文描述的其他材料组成。如本文所用，“基本上由...组成”是指组合物或组分可以包括附加材料，但前提是附加材料不会实质性地改变要求保护的组合物或方法的基本特性和新特性。
本公开提供一种从其上具有扩散涂层的制品中去除污染物的方法。此外，提供了一种用于使在高温下使用过的涂层超合金组件再生的方法。本公开通常适用于通过扩散涂层(例如扩散铝化物涂层或扩散铬化物涂层)来保护其免受热和化学不利环境影响的组件。此类组件的显著示例包括燃气涡轮发动机的高压和低压涡轮喷嘴、叶片、护罩、燃烧器衬套和增强器硬件。虽然本公开的优点特别适用于燃气涡轮发动机组件，但本公开的教导通常适用于任何可在其上使用扩散涂层以保护该组件免受其环境影响的组件。
本公开的实施方案的一个优点包括减少了用于重新涂覆或再生在涡轮机中使用之后的超合金组件的时间和劳动力。本公开的实施方案的另一个优点是降低了重新涂覆和再生在涡轮机中使用之后的组件的成本。本公开的实施方案的又一个优点是超合金组件上的再生涂层具有与在涡轮机中任何使用之前具有保护性铝化物涂层的原始制造的超合金组件基本相同的化学成分。本公开的实施方案的另一个优点是再生涂层的涂层微观结构和化学性质满足技术要求。本公开的实施方案的又一个优点是该方法和再生涂层维持了尺寸和气流要求并提高了修复硬件的产量。本公开的实施方案的另一个优点是该方法比使用酸的全剥离修复消耗更少的壁厚。
图1描绘了在涡轮机中使用后的涂层超合金组件10，其可用于本公开的方法，并且在该图示中是翼型件11。如图所示，冷却孔18存在于翼型件11中，引气(bleed air)被迫通过该冷却孔从翼型件11传递热量。尽管可以预见可以使用其他材料，用于组件10的特别合适的材料包括镍基超合金。尽管描述为翼型件11，但组件10包括但不限于高压和低压燃气涡轮叶片、叶轮或喷嘴、定子和护罩。如图1所示，在超过800℃(1500°F)的温度下使用寿命为12,000至24,000小时后，组件10上可能具有污染物12。
污染物12可包括任何热腐蚀产物、污垢、灰尘、氧化物及其组合。例如，燃气涡轮发动机组件的热腐蚀通常发生在当硫和钠在燃烧过程中反应形成硫酸钠(Na2SO4)时，硫酸钠会凝结并随后侵蚀组件的表面。用于热腐蚀反应的硫和钠的来源包括被燃烧的燃料中的杂质以及含钠粉尘的吸入和/或海盐的吸入。在后一种情况下，在盐以固体或液体形式沉积在组件表面的条件下，热腐蚀通常发生在热区段涡轮叶片和叶轮上。盐沉积物会破坏铝化物涂层上的氧化铝氧化皮，导致涂层快速腐蚀。热腐蚀产生松散粘附的外部氧化皮，各种内部氧化物和硫化物渗透到外部氧化皮下方。这些产品通常是硫和钠的化合物，合金中存在元素以及可能来自环境的其他元素，例如钙、镁、氯等。因此，热腐蚀产物可与通常由于暴露于氧化环境中而形成或沉积在燃气涡轮发动机组件上的氧化物区分开来。术语“一种污染物”和“污染物”在本文中可互换使用，是指在组件使用(即，操作使用)之后存在于扩散涂层上的任何形式的任何污染物，并且在进一步使用该组件之前将其去除。
图2是在涡轮机中使用12,000至24,000小时后图1的涂层超合金组件10的截面图。涂层超合金组件10包括在超合金基底70上的扩散涂层20。扩散涂层20包括形成在超合金基底70上的添加剂层50和形成在超合金基底70的表面中的扩散区60。在一个实施方案中，扩散涂层20还包括在添加剂层50上通过暴露于氧化环境而形成的氧化物层40。
进一步如图2所示，扩散涂层20的通常厚度22为38微米(1.5毫英寸或密耳)至102微米(4.0密耳)，或者45微米至90微米，或者50微米至80微米。扩散涂层20的厚度22包括氧化物层40的厚度、添加剂层50的厚度和扩散区60的厚度。氧化物层40通常非常薄并且为5微米至10微米，或者6微米至9微米，或者可选地7微米至8微米。对于某些扩散涂层20，可能不存在氧化物层40。添加剂层50位于氧化物层40和扩散区60之间。添加剂层50的厚度54通常为12.7微米(0.5密耳)至63.5微米(2.5密耳)，或17.8微米(0.7密耳)至50.8微米(2.0密耳)，或22.9微米(0.9密耳)至43.1微米(1.7密耳)。添加剂层50包含耐环境的金属间相MAl，其中M是铁、镍或钴，这取决于基底材料(如果基底是镍基的，主要是β(NiAl))。扩散区60形成于基底的一部分之上和之中，所述基底位于涂层超合金组件10的添加剂层50和主体超合金基底70之间。扩散区60的厚度变化通常为7.6微米(0.3密耳)至17.8微米(0.7mils)厚，或8微米至16微米，或9微米到15微米。超合金基底70通常包括镍基、铁基和钴基超合金，但其他超合金也是可能的。扩散涂层20可以包括例如铝化物扩散涂层或铬化物扩散涂层。
进一步如图2所示，污染物12存在于组件的表面上。例如，诸如热腐蚀产物、污垢、灰尘或氧化物之类的污染物可能存在于氧化物层40上、氧化物层40内或添加剂层50内。污染物12可以通过暴露于激光束脉冲而选择性地从涂层超合金组件10中去除。例如，如图3所示，污染物12已从基底70上去除。污染物12的去除还可以去除部分的氧化层40和添加剂层50，这取决于污染物12在结构内的位置。污染物12的去除可以产生扩散区60的暴露部分61或添加剂层50的暴露部分56。当前方法中使用的激光束脉冲允许目视检查和从扩散涂层20去除污染物。用于去除污染物12的激光束脉冲几乎不去除或不去除扩散区60，也不去除超合金基底70下面的任何部分。
使组件的表面经受激光束脉冲包括将脉冲激光束引导到组件的表面，其中激光的每个脉冲具有足够的能量来熔化或蒸发污染物或涂层的一部分。本文将进一步讨论脉冲激光器的各种操作参数，其中“脉冲激光器”是指发射脉冲激光束的激光器。此外，脉冲激光可以产生热影响区，并且可以改变或修改各种参数以控制热影响区的大小，从而可以减少不想要的热影响和微裂纹。如本文所提供的脉冲激光束和控制激光参数允许从组件10选择性地去除污染物12和/或添加剂层50。例如，部分的污染物12的高选择性、受控去除是可能的。此外，通过脉冲激光束，可以去除污染物12而不损坏涂层的下面的扩散区60。
如图4所示，扩散涂层20的氧化层40和添加剂层50的一部分52也可以通过激光束脉冲从涂层超合金组件10中选择性地去除。去除添加剂层50的一部分52产生了添加剂层50的暴露部分56。虽然在图4中没有描述，但是除了添加剂层50的暴露部分56之外，去除一部分52还可以产生扩散区60的暴露部分(例如，图3中描述的暴露部分61)。同样未在图4中描述，被去除的一部分52可包括整个添加剂层50，或基本上全部的添加剂层50，使得扩散区60基本上或完全裸露。去除的添加剂层50的一部分52占到添加剂层50的厚度54的25％到100％，或25％到80％，或30％到50％。此外，去除的厚度可以在沿着表面的位置处变化。使用能够产生激光束脉冲的脉冲激光器来去除添加剂层50的一部分。脉冲激光参数使得可以选择性地去除添加剂层50的一部分或添加剂层50的全部。当前方法中使用的激光束脉冲允许对添加剂层50的一部分52的去除进行目视检查。用于去除添加剂层50的激光束脉冲几乎不去除或不去除扩散区60，并且不去除超合金基底70下面的任何部分。
图5是描述用于从涂层超合金组件10(见图3)的扩散涂层20去除污染物的方法300的流程图。存在于涂层超合金组件10上的污染物是在涡轮机中使用的结果。扩散涂层20包括在涂层超合金组件10的超合金基底70上的可选的氧化物层40、添加剂层50和扩散区60。在302，方法300包括通过使组件经受激光束脉冲来选择性地去除污染物12。可选地，在304，还可以通过使组件经受激光束脉冲来去除氧化层40的一部分和添加剂层50的一部分。方法300还可以可选地包括在306检查组件10是否继续存在污染物。在308，可以重复去除污染物(302)、可选地去除氧化物层和添加剂层50(304)以及检查(306)，从而在去除和检查之间交替，直到去除所有污染物。在其他实施方案中，在302使组件经受持续不间断的激光束脉冲，直到完成污染物的去除。检查可以省略，也可以同时进行。检查可以是目视检查或通过目视检查以外的方式进行。
提供脉冲激光器的各种操作参数，以允许从组件10选择性地去除污染物12。例如，脉冲激光的频率可以为10kHz至250kHz，例如25至200，例如50至150。在实施方案中，脉冲激光的频率可以为20kHz。激光束脉冲的每脉冲能量可以为等于或小于1毫焦耳(mJ)。每个脉冲的脉冲长度通常为10到500纳秒，例如20到100纳秒。激光束脉冲提供直径为75μm至95μm，例如85μm的激光点束。激光束脉冲的能量密度在17,000mJ/cm2至18,00mJ/cm2范围内，例如17,200mJ/cm2至17,800mJ/cm2，例如17,600mJ/cm2至17,700mJ/cm2。用于递送激光束脉冲的脉冲激光器的输出功率可以为50W至1000W，例如100W。该方法可以用任何合适的脉冲激光器进行，包括Nd:YAG激光器。所提供的参数使得扩散区60几乎不被去除或不被去除。此外，所提供的参数有效地去除污染物12而不去除超合金基底70下面的任何部分。另外，所提供的参数可用于从组件10去除氧化物层40和添加剂层50的一部分。在一个实施方案中，可基于污染物的类型、程度和位置预先选择各种参数以实现目标结果。此外，可以在方法实施期间控制各种参数以影响结果，例如通过调整参数中的一个或多个以增加或减少参数值。例如，可以进行调整以减少热影响区、增加或减少材料去除率、或者增加或减少激光点束的直径或脉冲长度。
在选择性去除污染物(302)之前，可对涂层超合金组件10进行脱脂或热水洗涤，以从涂层超合金组件10的表面去除任何残留的油和油脂。可选地，在选择性地去除污染物12之前，可以对组件10进行水性清洁过程。一旦去除了污染物12，就可以修复组件10本身或扩散涂层。例如，一旦污染物12已经被去除，就可以根据需要修复组件10。例如，修复涂层超合金组件10包括但不限于点焊、MIG焊接、TIG焊接和钎焊。此外，可以将扩散涂层施加到已去除污染物12的区域以提供再生的涂层组件。在实施方案中，方法300适用于需要去除至少一部分铝化物涂层的涂层超合金组件10。涂层超合金组件10包括例如但不限于叶片、叶轮、喷嘴、定子、护罩、动叶(bucket)及其组合。
图6是描述方法500的流程图，所述方法用于在涂层超合金组件10在约800℃以上的高温下使用之后，使涂层超合金组件10再生。如本文所用，再生涂层是指形成新涂层，包括现有扩散涂层的剩余部分和新应用的气相沉积或凝胶铝化物涂层，其中新的再生涂层具有与使用前的OEM扩散涂层相同的微观结构和化学成分，这意味着微观结构和化学成分基本相似到相同。超合金组件10的扩散涂层上(或之内)存在的污染由在涡轮机中的使用造成。扩散涂层20包括在涂层超合金组件10的超合金基底70上的可选的氧化物层40、添加剂层50和扩散区60。在502，方法500包括使用激光束脉冲从超合金组件10去除污染物12。污染物的去除会产生扩散区60的暴露部分61和/或添加剂层50的暴露部分56。
提供脉冲激光器的各种操作参数，以允许从组件10选择性地去除污染物12。例如，脉冲激光的频率可以为10kHz至250kHz，例如25至200，例如50至150。在实施方案中，脉冲激光的频率可以为20kHz。激光束脉冲的每脉冲能量可以为等于或小于1毫焦耳(mJ)。每个脉冲的脉冲长度通常为10到500纳秒，例如20到100纳秒。激光束脉冲提供直径为75μm至95μm，例如85μm的激光点束。激光束脉冲的能量密度在17,000mJ/cm2至18,00mJ/cm2范围内，例如17,200mJ/cm2至17,800mJ/cm2，例如17,600mJ/cm2至17,700mJ/cm2。用于递送激光束脉冲的脉冲激光器的输出功率可以为50W至1000W，例如100W。该方法可以用任何合适的脉冲激光器进行，包括Nd:YAG激光器。在一个实施方案中，控制上述各种脉冲激光束参数以产生期望的结果。在一个实施方案中，通过基于污染物的类型、程度和位置预先选择参数来控制参数以实现目标结果。此外，可以在方法实施期间控制各种参数以影响结果，例如通过调整参数中的一个或多个以增加或减少参数值。例如，可以进行调整以减少热影响区、增加或减少材料去除率、或者增加或减少激光点束的直径或脉冲长度。可以在激光束脉冲期间(即，在运行中)或在激光束脉冲重复之间(即，在检查之后和重复激光束脉冲之前)进行调整。
在503，可选地，方法500包括通过进一步使组件经受激光束脉冲来选择性地去除氧化物层40(如果存在)和添加剂层50的一部分52。去除氧化物层40和添加剂层50的一部分52会产生添加剂层50的暴露部分56。去除表面上任何位置的添加剂层50的整个厚度会产生扩散区60的暴露部分61。去除添加剂层50的一部分52可包括去除添加剂层50的厚度54的25％至100％。当前方法的暴露于激光束脉冲几乎不去除或不去除扩散区60，并且不去除超合金基底70下面的任何部分。可以用目视检查来确定是否已去除添加剂层50的期望部分。扩散区60通常是比添加剂层50更亮的灰色金属，添加剂层50具有更多的哑光或无光泽的灰色金属饰面，从而可以在不使用特殊工具的情况下看到添加剂层50的剩余厚度。也可以使用目视检查以外的检查方法。如果需要，可以交替重复使组件经受激光束脉冲(502和503)和检查组件(例如，如图5的步骤306和308所示)，直到完成所需的去除。如上所述，可以在重复步骤之间调整激光束脉冲参数。
在505，方法500包括将铝化物涂层施加到暴露部分61和/或暴露部分56。铝化物涂层可以通过任何合适的工艺例如气相沉积或凝胶铝化物涂层工艺来施加。
在507，方法500包括在预选的高温下进行热处理，以在超合金组件10上形成再生的保护性铝化物涂层。热处理包括使用炉子或其他热源来提高超合金组件10的温度来打开基底70的金属，从而允许来自扩散区60的材料流入基底70并与基材结合以形成再生的铝化物保护性涂层。再生的保护性铝化物涂层具有与在涡轮机中使用之前的新超合金组件的原始扩散涂层相匹配的涂层微观结构和涂层化学成分，这意味着微观结构和化学成分基本相似至相同。
在去除污染物(502)之前，可选地，可以对涂层超合金组件10进行脱脂或热水洗涤，以从涂层超合金组件10的表面去除任何残留的油和油脂。此外，在一些实施方案中，涂层合金组件的表面可以暴露于水性清洁工艺。在去除污染物和/或添加剂层的一部分之后，可选的附加步骤是通过喷砂或气流除尘从组件表面去除任何剩余的砂砾或碎屑。在去除污染物和/或添加剂层的一部分之后并且在施加铝化物涂层之前，另一个可选的附加步骤是修复涂层超合金组件。方法500适用于需要去除铝化物涂层的涂层超合金组件10，其包括叶片、叶轮、喷嘴、定子、护罩、动叶及其组合。
本发明的其他方面由以下条款的主题提供：
一种从涂层超合金组件中去除污染物的方法，所述涂层超合金组件具有扩散涂层，所述扩散涂层包括在组件表面上的添加剂层和在组件表面中的扩散区，所述方法包括：使其上具有污染物的涂层超合金组件的表面经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除所述污染物。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述扩散涂层是铝化物扩散涂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述污染物包括热腐蚀产物、氧化物、污垢、灰尘或它们的组合中的一种或多种。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述组件的表面经受激光束脉冲，会产生所述扩散区的暴露部分、所述添加剂层的暴露部分，或两者。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法还包括将扩散涂层材料施加到所述扩散区的暴露部分或所述添加剂层的暴露部分，在所述组件上形成再生的保护性扩散涂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述再生的保护性扩散涂层具有与在涡轮机中使用之前的所述组件的首次扩散涂层相匹配的涂层微观结构和涂层化学成分。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法还包括检查所述组件是否存在所述污染物，所述方法包括交替使所述表面经受激光束脉冲以去除所述污染物和检查所述组件，直到从所述组件中去除所有污染物。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述激光束脉冲具有等于或小于1毫焦耳/脉冲的能量。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述激光束脉冲具有20纳秒至100纳秒的脉冲长度。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述激光束脉冲在撞击所述组件的表面时提供直径为75μm至95μm的激光点束。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述激光束脉冲提供在17,600至17,700焦耳/cm2范围内的能量密度。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，发射所述脉冲激光束的激光器具有10kHz至250kHz的频率。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，发射所述脉冲激光束的激光器具有50W至1000W的输出功率。
一种使超合金组件再生的方法，所述超合金组件在高温下的涡轮机中使用过，所述超合金组件具有扩散涂层，所述扩散涂层包括在所述组件表面上的添加剂层和在所述组件表面中的扩散区，所述方法包括：通过使组件经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，从而从组件中去除污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除污染物，产生扩散区的暴露部分或添加剂层的暴露部分；将铝化物涂层施加到扩散区的暴露部分或添加剂层的暴露部分；以及在预选的高温下进行扩散热处理，在超合金组件上形成再生的保护性铝化物涂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述再生的保护性铝化物涂层具有与在涡轮机中使用之前的扩散涂层相匹配的涂层微观结构和涂层化学成分。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述扩散涂层是铝化物涂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，所述激光束脉冲具有：(i)等于或小于1毫焦耳/脉冲的能量，(ii)20纳秒至100纳秒的脉冲长度，或(iii)提供17,600至17,700焦耳/cm2的能量密度。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法还包括：在施加所述铝化物涂层之前，通过使所述组件额外经受所述激光束脉冲来选择性地去除至少一部分的添加剂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法还包括：在施加所述铝化物涂层之前：检查组件，确定污染物的去除和添加剂层的一部分的去除是否完成；和交替使组件经受激光束脉冲和检查组件，直到确定去除完成为止。
根据前述条款中任一项所述的方法，其中，使所述组件经受所述激光束脉冲来去除污染物并选择性地去除至少一部分的添加剂层包括：控制所述激光束脉冲的一个或多个参数。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法包括：可选地，使用激光束脉冲去除至少一部分的添加剂层。
根据前述条款中任一项所述的方法，所述方法包括，可选地，修复所述涂层超合金组件。
本说明书使用示例来描述本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的文字语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质差异的等效结构元素，则它们旨在包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种从涂层超合金组件中去除污染物的方法，所述涂层超合金组件具有扩散涂层，所述扩散涂层包括在组件表面上的添加剂层和在组件表面中的扩散区，所述方法包括：
其上具有污染物的涂层超合金组件的表面经受激光束脉冲以从组件中去除污染物，使得在不损坏或去除扩散涂层的扩散区的情况下去除污染物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扩散涂层是铝化物扩散涂层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污染物包括热腐蚀产物、氧化物、污垢、灰尘或它们的组合中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组件的表面经受激光束脉冲，产生所述扩散区的暴露部分、所述添加剂层的暴露部分，或两者。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括将扩散涂层材料施加到所述扩散区的暴露部分或所述添加剂层的暴露部分，在所述组件上形成再生的保护性扩散涂层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述再生的保护性扩散涂层具有与在涡轮机中使用之前的所述组件的首次扩散涂层相匹配的涂层微观结构和涂层化学成分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括检查所述组件是否存在所述污染物，所述方法包括交替使所述表面经受激光束脉冲以去除所述污染物和检查所述组件，直到从所述组件中去除所有污染物。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束脉冲具有等于或小于1毫焦耳/脉冲的能量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束脉冲具有20纳秒至100纳秒的脉冲长度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束脉冲在撞击所述组件的表面时提供直径为75μm至95μm的激光点束。
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