ES2838026T3 - Procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste, que comprende las etapas siguientes: - Preparar un medio de revestimiento, el cual comprende un agente aglutinante como mínimo, una sustancia reactiva como mínimo, la cual tiene pigmentos NiAl, y un agente creador de matriz en partículas como mínimo, el cual se selecciona de un grupo, que abarca pigmentos metálicos y/o intermetálicos estables a altas temperaturas, particularmente materiales en polvo de aleación MCrAlY con M=Ni y/o Co, polvo de material duro, particularmente carburos, siliciuros y nitruros, y polvo que contiene partes intermetálicas; - Aplicar el medio de revestimiento en una superficie del componente de turbina; - Calentar el medio de revestimiento a una primera temperatura, a la que se endurece un agente aglutinante como mínimo, de modo que se elige la primera temperatura en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C; - Calentar el medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura, por la cual la sustancia reactiva se vuelve exotérmica y un agente creador de matriz como mínimo mediante una sustancia reactiva como mínimo forma la capa protectora contra el desgaste en la superficie del componente de la turbina, de modo que se selecciona la segunda temperatura en un rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste

La invención se refiere a un procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste. La invención también se refiere a un medio de revestimiento para la fabricación de una capa protectora contra el desgaste, a un componente de una turbina con tal capa protectora contra el desgaste, y a una turbina térmica de gas con un componente semejante de una turbina.

Tradicionalmente, las capas protectoras contra el desgaste resistentes a altas temperaturas de los componentes de turbinas se fabrican mediante deposición de vapor, proyección térmica o procesos de galvanizado. Por ejemplo, del documento EP 1054077 A2 se conoce un componente de una turbina de una aleación de titanio provisto de una capa protectora contra el desgaste de austenita. La capa protectora contra el desgaste se puede conseguir o fabricar, por poner algunos ejemplos, mediante deposición química o física de vapor, chapado electrolítico o pulverización catódica. Además, se conoce que semejante capa protectora contra el desgaste se fabrica mediante soldadura de recargue o soldadura fuerte. A modo de ejemplo, el documento US 5281 484 A1 muestra un procedimiento en el cual las zonas de componentes muy desgastadas están provistas de una capa protectora contra el desgaste desoldada por vacío de una aleación con base de níquel.

Del documento WO 99/42633 A1 se conoce un procedimiento para la fabricación de una capa de barbotina, en el cual se fabrica un material de barbotina, se coloca sobre un componente, se endurece a temperaturas de hasta 450 °C y se trata térmicamente para conseguir la difusión de la capa de barbotina en el componente a temperaturas entre 750 °C y 1250 °C. En el documento WO 2005/052211 se describe un procedimiento para la fabricación de una capa de barbotina, en el que el material de barbotina contiene un agente aglutinante y un polvo metálico.

Sin embargo, el inconveniente de los procedimientos conocidos para la fabricación de capas protectoras contra el desgaste es el hecho de que en comparación son costosos y, por ello, conllevan costes de fabricación relativamente elevados.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento alternativo que permita realizar un revestimiento más sencillo y económico del componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste. Otros objetos de la invención incluyen un medio de revestimiento análogo para la fabricación de una capa protectora contra el desgaste, un componente de turbina análogo cuya fabricación resulte más sencilla y económica y una turbina térmica de gas con tal componente de turbina.

Los objetos se realizan de acuerdo con la invención mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1, mediante un medio de revestimiento conforme a la reivindicación 8, mediante un componente de turbina con las características de la reivindicación 9 y mediante una turbina térmica de gas con las características de la reivindicación 11. Las configuraciones ventajosas con perfeccionamientos útiles de la invención se indican en las correspondientes reivindicaciones dependientes, donde las configuraciones ventajosas del procedimiento deben considerarse configuraciones ventajosas del componente de la turbina o de la turbina térmica de gas y viceversa.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste, en el que se llevan a cabo las etapas de preparar un medio de revestimiento como mínimo, el cual comprende un agente aglutinante como mínimo, una sustancia reactiva como mínimo, la cual tiene pigmentos NiAl, y un agente creador de matriz en partículas como mínimo, el cual se selecciona de un grupo, que abarca pigmentos metálicos y/o intermetálicos estables a altas temperaturas, particularmente materiales en polvo de aleación MCrAlY con M=Ni y/o Co, polvo de material duro, particularmente carburos, siliciuros y nitruros, y polvo que contiene partes intermetálicas, aplicar el medio de revestimiento en una superficie del componente de turbina a una primera temperatura, calentar el medio de revestimiento a una primera temperatura, a la que se endurece un agente aglutinante como mínimo, donde se elige la primera temperatura en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C, y calentar el medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura, por la cual la sustancia reactiva se transforma en exotérmica y un agente creador de matriz como mínimo mediante una sustancia reactiva como mínimo forma la capa protectora contra el desgaste en la superficie del componente de la turbina, donde se selecciona la segunda temperatura en un rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C. En otras palabras, a diferencia del estado actual de la técnica, está previsto proporcionar un medio de revestimiento que también se pueda denominar medio de revestimiento reactivo de dispersión. Para ello, el medio de revestimiento comprende como mínimo el agente aglutinante, el cual se endurece con el calentamiento a la primera temperatura, o a una primera temperatura y, a causa de ello, fija el resto de componentes del medio de revestimiento, es decir, como mínimo la sustancia reactiva y el agente creador de matriz, en el área respectiva de la superficie del componente de la turbina, para un manejo más sencillo y seguro antes y durante la segunda etapa del calentamiento. El medio de revestimiento contribuye a la estabilidad mecánica de la capa gracias a su endurecimiento (curing). En principio, de ello se puede prever que el componente de la turbina en su totalidad o solo una o varias de las áreas de la superficie del componente de la turbina estarán provistos del medio de revestimiento. Además, se puede prever que las distintas áreas de superficie del componente de la turbina se revisten con medios de revestimiento diferentes y/o se calientan a una primera temperatura o segunda temperatura distintas. A continuación, la primera temperatura se mantiene constante durante un período determinado con anterioridad o permanece dentro del primer rango de temperaturas determinado con anterioridad. La capa protectora contra el desgaste definitiva se genera con el posterior calentamiento adicional a la temperatura superior a la primera temperatura o a la segunda temperatura que está en el primer rango de temperaturas. La segunda temperatura también se mantendrá constante durante un período determinado con anterioridad o permanecerá dentro de un segundo rango de temperaturas. Eso lleva a una formación de la capa gestionada por la sustancia reactiva mediante el agente creador de matriz, cuyas partículas se unen mediante la sustancia reactiva o se unen al material base del componente de la turbina, de modo que además de una alta estabilidad térmica también se consigue una alta estabilidad mecánica de la capa protectora contra el desgaste. Las sustancias reactivas con reactividad interna se usan como aceleradores de reacción para la producción local de calor con una reacción exotérmica. Un ejemplo de ello son los pigmentos NiAl (Metco 404NS), los cuales, con el calentamiento del área de alrededor de 700 °C, generan una fuerte reacción exotérmica con formación de NiAl y sinterización simultánea de las partículas del agente creador de matriz. Por rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C se entiende, a modo de ejemplo, temperaturas de 150 °C, 155 °C, 160 °C, 165 °C, 170 °C, 175 °C, 180 °C, 185 °C, 190 °C, 195 °C, 200 °C, 205 °C, 210 °C, 215 °C, 220 °C, 225 °C, 230 °C, 235 °C, 240 °C, 245 °C, 250 °C, 255 °C, 260 °C, 265 °C, 270 °C, 275 °C, 280 °C, 285 °C, 290 °C, 295 °C, 300 °C, 305 °C, 310 °C, 315 °C, 320 °C, 325 °C, 330 °C, 335 °C, 340 °C, 345 °C o 350 °C, además de los correspondientes valores intermedios, como pueden ser 200 °C, 201 °C, 202 °C, 203 °C, 204 °C, 205 °C, 206 °C, 207 °C, 208 °C, 209 °C, 210 °C, etc. Por rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C se entiende, a modo de ejemplo, temperaturas de 550 °C, 555 °C, 560 °C, 565 °C, 570 °C, 575 °C, 580 °C, 585 °C, 590 °C, 595 °C, 600 °C, 605 °C, 610 °C, 615 °C, 620 °C, 625 °C, 630 °C, 635 °C, 640 °C, 645 °C, 650 °C, 655 °C, 660 °C, 665 °C, 670 °C, 675 °C, 680 °C, 685 °C, 690 °C, 695 °C, 700 °C, 705 °C, 710 °C, 715 °C, 720 °C, 725 °C, 730 °C, 735 °C, 740 °C, 745 °C o 750 °C, además de los correspondientes valores intermedios, como pueden ser 600 °C, 601 °C, 602 °C, 603 °C, 604 °C, 605 °C, 606 °C, 607 °C, 608 °C, 609 °C, 610 °C, etc. Por ello, se pueden fabricar capas protectoras contra el desgaste resistentes térmica y mecánicamente, sin que el componente de la turbina tenga que calentarse a temperaturas extremas. De esta manera se descarta de forma eficaz que se produzcan cambios estructurales no deseados en la sustancia base del componente de la turbina. Semejante polvo y/o semejantes pigmentos del agente creador de matriz, que se unen mediante la sustancia reactiva o las sustancias reactivas, por ejemplo, mediante sinterización, permiten la formación de capas protectoras contra el desgaste particularmente resistentes térmica y mecánicamente. Frente a las capas protectoras conocidas actualmente, aplicadas en forma de laca o de pasta, se genera mediante este comportamiento de la reacción química en dos fases una capa protectora contra el desgaste con una adherencia alta en el material base y una resistencia interna alta, en comparación con las operaciones de soldadura iniciadas a bajas temperaturas. La capa protectora contra el desgaste también se puede generar como mínimo de forma parcial mediante los elementos del material base. La aplicación y el endurecimiento del medio de revestimiento son al mismo tiempo muy sencillos y flexibles, de modo que el procedimiento se puede llevar a cabo adecuadamente de manera económica. Además, la fabricación de la capa protectora contra el desgaste no requiere temperaturas altas, las cuales en caso contrario podrían llevar a cambios estructurales de la sustancia base del componente de la turbina.

Está previsto que en una configuración ventajosa de la invención se prepare el medio de revestimiento de manera que se pueda untar, particularmente en forma de laca y/o pasta. Esto permite una aplicación particularmente sencilla y rápida del medio de revestimiento en el área o en las áreas que se desean proteger de la superficie del componente de la máquina. Los medios de revestimiento untables creados tradicionalmente solo permitían la fabricación de capas con una estabilidad mecánica limitada y hasta el momento no se utilizaban para una resistencia mecánica adicional en un rango de temperaturas altas. Mediante la configuración en forma de laca o de pasta (por poner algunos ejemplos) del medio de revestimiento, junto con el endurecimiento en dos fases en el marco del procedimiento de fabricación de la capa protectora contra el desgaste de acuerdo con la invención, en adelante se pueden combinar por primera vez las ventajas de una aplicación sencilla en el componente de la máquina que se desea proteger con las ventajas de una capa protectora contra el desgaste resistente térmica y mecánicamente.

En otra configuración de la invención está previsto que el medio de revestimiento se aplique sobre la superficie del componente de la turbina untando, rociando, pulverizando y/o mediante una espátula. Esto permite una aplicación particularmente rápida y flexible del medio de revestimiento sobre el área o las áreas de superficie del componente de la máquina que se desean proteger, que también se puede aplicar de manera sencilla sobre los componentes de máquinas cuyas superficies tengan formas geométricas complejas.

Surgen otras ventajas al preparar un medio de revestimiento con un agente aglutinante orgánico y/o inorgánico. En el caso de los agentes aglutinantes orgánicos, tradicionalmente se realiza una disolución o una descomposición del agente aglutinante al calentar a la primera temperatura. Los componentes de los agentes aglutinantes orgánicos pueden contribuir a la reacción con el posterior calentamiento a la segunda temperatura más alta (por ejemplo, mediante la formación de carburos). En cambio, los agentes aglutinantes inorgánicos (por ejemplo, aglutinantes a base de polifosfato o de silicato) no se descomponen, sino que pueden desarrollar una fase propia en la capa protectora contra el desgaste definitiva. Además, pueden emplearse agentes aglutinantes que presentan perfiles de propiedades tanto orgánicas como inorgánicas. Por ejemplo, esto se aplica a los polisilazanos y a los polisiloxanos. Estas sustancias tienen propiedades principalmente orgánicas a bajas temperaturas. A temperaturas más altas, por ejemplo, a la segunda temperatura o a una temperatura superior a esta, estas sustancias cristalizan y reaccionan principalmente de forma inorgánica.

En otra configuración ventajosa de la invención se utiliza un agente aglutinante que se descompone químicamente a la primera temperatura, que se une químicamente a la primera temperatura y/o que desarrolla una fase de la capa protectora contra el desgaste a la segunda temperatura. Por ello, las propiedades del medio de revestimiento y de la capa protectora contra el desgaste formada con este medio de revestimiento se pueden adaptar de forma óptima a la configuración correspondiente y al propósito posterior de uso del componente de la turbina.

Se presentan más ventajas cuando se usa una sustancia reactiva que funciona como medio de reducción de óxidos a la segunda temperatura y/o como catalizador de una reacción del agente creador de matriz a la segunda temperatura. En otras palabras, se pueden proporcionar sustancias reactivas de distintas categorías que se emplean por separado o en cualquier combinación como componente del medio de revestimiento. Se pueden utilizar sustancias reactivas adicionales con efectos reducidos para la disolución de capas de óxido y para una mejor formación de uniones (por ejemplo, mediante sinterización). Un ejemplo de ello son los pigmentos Al y AlNi (Metco 450NS), que significa polvo de níquel revestido de polvo de aluminio. El polvo de aluminio se oxida debido a su alta afinidad con el oxígeno durante o después del calentamiento a la segunda temperatura (proceso de quemado) y también reduce las capas de óxido existentes en la superficie del componente de la turbina, de modo que mejora la adherencia de la capa protectora contra el desgaste. Asimismo, se pueden emplear hidruros como sustancias reactivas adicionales, por ejemplo, hidruro de litio y aluminio, borohidruro de sodio o hidruro de sodio. También se pueden usar sustancias reactivas que contribuyen como catalizadores a la aceleración de la reacción.

En otra configuración ventajosa de la invención se emplea como material base del componente de la turbina una sustancia base de titanio o de titanio y aluminio. De este modo se consigue una reacción con el material base del componente de la turbina y, con ello, una adherencia mecánica particularmente estable de la capa protectora contra el desgaste.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un medio de revestimiento conforme a la reivindicación 8 para el uso en un procedimiento según una modalidad del primer aspecto de la invención. El medio de revestimiento comprende, de acuerdo con la invención, un agente aglutinante como mínimo, una sustancia reactiva como mínimo, la cual tiene pigmentos NiAl, un agente creador de matriz en partículas como mínimo, el cual se selecciona de un grupo, que abarca pigmentos metálicos y/o intermetálicos estables a altas temperaturas, particularmente materiales en polvo de aleación MCrAlY con M=Ni y/o Co, polvo de material duro, particularmente carburos, siliciuros y nitruros, y polvo que contiene partes intermetálicas, de modo que se forma un agente aglutinante como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una primera temperatura para su endurecimiento, y de modo que se forma un agente creador de matriz como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura mediante una sustancia reactiva como mínimo para formar una capa protectora contra el desgaste sobre una superficie de un componente de una turbina, donde la primera temperatura se encuentra en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C y se forma un agente creador de matriz como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura mediante una sustancia reactiva como mínimo, la cual se vuelve exotérmica a la segunda temperatura, para formar una capa protectora contra el desgaste sobre una superficie de un componente de la turbina, donde la segunda temperatura se encuentra en un rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C. Dicho de otro modo, el medio de revestimiento en principio comprende como mínimo un agente aglutinante, una sustancia reactiva y un agente creador de matriz, los cuales permiten o llevan a cabo reacciones químicas específicas en el marco de un calentamiento en dos fases. En principio el agente aglutinante puede tener base orgánica y/o inorgánica. En el caso de los agentes aglutinantes orgánicos, tradicionalmente se realiza una disolución o una descomposición del agente aglutinante al calentar a la primera temperatura. Los componentes o los productos de descomposición de los agentes aglutinantes orgánicos pueden contribuir a la reacción con el posterior calentamiento a la segunda temperatura (por ejemplo, mediante la formación de carburos). En cambio, los agentes aglutinantes inorgánicos (a base de polifosfato o de silicato) no se descomponen, sino que desarrollan una fase propia en la capa protectora contra el desgaste definitiva. Además, pueden emplearse agentes aglutinantes que presentan ambos perfiles de propiedades, como, por ejemplo, polisilazanos o polisiloxanos. Estas sustancias tienen propiedades principalmente orgánicas a bajas temperaturas de resistencia. Tras someterse a temperaturas elevadas, estas sustancias cristalizan y reaccionan principalmente de forma inorgánica. En principio las sustancias reactivas utilizables pueden clasificarse en varias categorías y emplearse en el medio de revestimiento por separado o en cualquier combinación. Una categoría que no se adecúa a la invención comprende sustancias reactivas que pueden reaccionar con el material base del componente de la turbina. Algunos ejemplos de ello son los pigmentos TiAl para la reacción con materiales a base de Ni o pigmentos Ni para la reacción con sustancias base Ti o TiAl. Una categoría de acuerdo con la invención comprende sustancias reactivas con reactividad interna como acelerador de la reacción con una reacción exotérmica (producción local de calor). Un ejemplo de ello son los pigmentos NiAl (Metco 404NS), los cuales, con el calentamiento del área de alrededor de 700 °C, generan una fuerte reacción exotérmica con formación de NiAl y sinterización simultánea de las partículas del agente creador de matriz. Una categoría adicional comprende sustancias reactivas con efectos reducidos para la disolución de capas de óxido y para una mejor formación de uniones (por ejemplo, mediante sinterización). En ella se incluyen, a modo de ejemplo: pigmentos Al y AlNi (Metco 450NS), que se trata de polvo de níquel revestido de polvo de aluminio. El polvo de aluminio se oxida debido a su alta afinidad con el oxígeno durante el proceso de quemado y también reduce las capas de óxido contiguas y semejantes. De forma alternativa o suplementaria se pueden emplear hidruros como sustancias reactivas adicionales, por ejemplo, hidruro de litio y aluminio, borohidruro de sodio o hidruro de sodio. En una categoría adicional se incluyen sustancias reactivas que funcionan como catalizadores de la aceleración de la reacción. Estas sustancias reactivas pueden pertenecer al mismo tiempo a alguna de las otras categorías. Como agente creador de matriz adicional o como material de relleno, se pueden utilizar pigmentos o polvos metálicos que se unen mediante las sustancias reactivas, por ejemplo, mediante sinterización. Algunos ejemplos de agentes creadores de matriz idóneos son pigmentos estables a altas temperaturas como polvo MCrAlY (M=Co), polvo intermetálico de material duro que reduce el desgaste, como carburos, siliciuros y nitruros o polvo que contiene partes intermetálicas como T800, estelita etc. Semejante polvo y/o semejantes pigmentos, que se unen mediante la sustancia reactiva o las sustancias reactivas, por ejemplo, mediante sinterización, permiten la formación de capas protectoras contra el desgaste especialmente resistentes térmica y mecánicamente. Se pueden extraer más características resultantes y sus ventajas de las descripciones del primer aspecto de la invención, de modo que las configuraciones ventajosas del primer aspecto de la invención deben considerarse configuraciones ventajosas del segundo aspecto de la invención.

Un tercer aspecto de la invención se refiere a un componente de turbina con una capa protectora contra el desgaste, previsto para una turbina térmica de gas, particularmente para un motor de avión. Además, de acuerdo con la invención está previsto que la capa protectora contra el desgaste se mantenga mediante un procedimiento según una modalidad del primer aspecto de la invención. Por ello, el componente de la turbina se puede fabricar de manera particularmente sencilla y económica. Se pueden extraer más características resultantes y sus ventajas de las descripciones del primer y del segundo aspecto de la invención, de modo que las configuraciones ventajosas del primer y del segundo aspecto de la invención deben considerarse configuraciones ventajosas del tercer aspecto de la invención y viceversa.

Está previsto que, en una configuración ventajosa de la invención, el componente de la turbina se desarrolle como álabe móvil, álabe fijo, segmento de anillo de álabes y/o cubo de rotor. De esta manera, se puede equipar de forma ventajosa con una capa protectora contra el desgaste a diferentes componentes de turbina que se someten a grandes esfuerzos respectivamente durante el funcionamiento de una turbina de gas asociada.

Un cuarto aspecto de la invención se refiere a una turbina térmica de gas, particularmente de un motor de avión, que comprenda por lo menos un componente de turbina con una capa protectora contra el desgaste. Además, de acuerdo con la invención está previsto que la capa protectora contra el desgaste se mantenga mediante un procedimiento según una modalidad del primer aspecto de la invención y/o que el componente de la turbina se desarrolle según una modalidad del segundo aspecto de la invención. Las características resultantes y sus ventajas pueden extraerse de las descripciones del primer, segundo y tercer aspecto de la invención, de modo que las configuraciones ventajosas del primer, segundo y tercer aspecto de la invención deben considerarse como configuraciones ventajosas del cuarto aspecto de la invención.

Otras características de la invención resultan de las reivindicaciones y de las modalidades.

Según una modalidad de la invención, se prepara en forma de laca o de pasta un medio de revestimiento, que funciona como laca de dispersión reactiva al usarse en temperaturas elevadas, y se aplica sobre una o varias áreas de superficie de un componente de turbina. El medio de revestimiento también comprende como mínimo un agente aglutinante, una sustancia reactiva y un agente creador de matriz, que se explican con detalle a continuación. El componente de la turbina se puede construir como álabe de un rotor, a modo de ejemplo, y puede consistir en un material a base de níquel resistente a las altas temperaturas. El medio de revestimiento se forma de tal manera que, con un posterior calentamiento en dos fases, tiene lugar una reacción en el sistema del medio de revestimiento con la sustancia base del componente de la turbina. La aplicación del medio de revestimiento en forma de laca o de pasta puede realizarse, a modo de ejemplo, con una brocha, un pulverizador, una espátula o con otros procedimientos de aplicación adecuados. Tras la aplicación tiene lugar un proceso de quemado en dos fases. En una primera etapa, mediante el calentamiento a una primera temperatura, se endurece (curing) un agente aglutinante del medio de revestimiento para una aplicación sencilla en las siguientes etapas del procedimiento. Como consecuencia de la configuración del agente aglutinante se produce una polimerización del mismo. Un rango de temperaturas típico para la primera temperatura se encuentra entre alrededor de 200 °C y alrededor de 300 °C. En cuanto tiene lugar el endurecimiento en la extensión deseada, el componente de la turbina se calienta aún más a una segunda temperatura para iniciar un proceso de ignición o de reacción. Como consecuencia, se produce una reacción química entre la sustancia reactiva y el agente creador de matriz, por un lado, y con la sustancia base del componente de la turbina por el otro, a través de la cual se forma la capa protectora contra el desgaste definitiva. Un rango de temperaturas típico para la segunda temperatura se sitúa entre alrededor de 600 °C y alrededor de 700 °C.

En principio el medio de revestimiento contiene las siguientes sustancias como mínimo:

1. Agente aglutinante

El agente aglutinante puede tener base orgánica o inorgánica. En el caso de los agentes aglutinantes orgánicos, tradicionalmente se realiza una disolución o una descomposición del agente aglutinante al calentar a la primera temperatura. Los componentes o los productos de descomposición de los agentes aglutinantes orgánicos pueden contribuir a la reacción con el posterior calentamiento a la segunda temperatura (por ejemplo, mediante la formación de carburos). En cambio, los agentes aglutinantes inorgánicos (a base de polifosfato o de silicato) no se descomponen, sino que desarrollan una fase propia en la capa protectora contra el desgaste definitiva. Además, pueden emplearse agentes aglutinantes que presentan ambos perfiles de propiedades, como, por ejemplo, polisilazanos o polisiloxanos.

Estas sustancias tienen propiedades principalmente orgánicas a bajas temperaturas de resistencia. Tras someterse a temperaturas elevadas, estas sustancias cristalizan y reaccionan principalmente de forma inorgánica.

2. Sustancias reactivas

Las sustancias reactivas pueden clasificarse de forma aproximada en tres categorías y emplearse por separado o en cualquier combinación en el medio de revestimiento de la reivindicación 8:

Categoría 1: sustancias reactivas que no se adecúan a la invención para la reacción con el material base. Por ejemplo:

• Pigmentos TiAl para la reacción con sustancias a base de Ni

• Pigmentos Ni para la reacción con sustancias base Ti o TiAl

Categoría 2: sustancias de acuerdo con la invención con reactividad interna como acelerador de la reacción, con una reacción exotérmica (producción local de calor). Por ejemplo:

• Pigmentos NiAl (Metco 404NS): con el calentamiento del área de alrededor de 700 °C, se produce una fuerte reacción exotérmica con formación de NiAl y sinterización simultánea de las partículas del agente creador de matriz. Categoría 3: Sustancias reactivas con efectos reducidos para la disolución de capas de óxido y para una mejor formación de uniones (por ejemplo, mediante sinterización), o catalizadores para la aceleración de la reacción. Por ejemplo:

• Pigmentos Al y AlNi (Metco 450NS): revestimiento de polvos Ni con polvos Al: El polvo Al se oxida debido a su alta afinidad con el oxígeno durante el proceso de quemado y también reduce las capas de óxido y semejantes.

• Hidruros como sustancias reactivas adicionales, por ejemplo, hidruro de litio y aluminio, borohidruro de sodio o hidruro de sodio.

3. Agente creador de matriz o material de relleno

Como agente creador de matriz se pueden utilizar pigmentos o polvos metálicos que se unen mediante las sustancias reactivas, por ejemplo, mediante sinterización. Algunos ejemplos de ello son pigmentos estables a altas temperaturas como polvo de MCrAlY (M=Ni/Co), polvo intermetálico de material duro que reduce el desgaste, como carburos, siliciuros y nitruros o polvo que contiene partes intermetálicas como T800, estelita, etc.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el revestimiento de un componente de una turbina con una capa protectora contra el desgaste, que comprende las etapas siguientes:

- Preparar un medio de revestimiento, el cual comprende un agente aglutinante como mínimo, una sustancia reactiva como mínimo, la cual tiene pigmentos NiAl, y un agente creador de matriz en partículas como mínimo, el cual se selecciona de un grupo, que abarca pigmentos metálicos y/o intermetálicos estables a altas temperaturas, particularmente materiales en polvo de aleación MCrAlY con M=Ni y/o Co, polvo de material duro, particularmente carburos, siliciuros y nitruros, y polvo que contiene partes intermetálicas;

- Aplicar el medio de revestimiento en una superficie del componente de turbina;

- Calentar el medio de revestimiento a una primera temperatura, a la que se endurece un agente aglutinante como mínimo, de modo que se elige la primera temperatura en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C;

- Calentar el medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura, por la cual la sustancia reactiva se vuelve exotérmica y un agente creador de matriz como mínimo mediante una sustancia reactiva como mínimo forma la capa protectora contra el desgaste en la superficie del componente de la turbina, de modo que se selecciona la segunda temperatura en un rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

se prepara el medio de revestimiento que se puede untar, particularmente en forma de laca y/o pasta.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2,

caracterizado porque

se aplica el medio de revestimiento sobre la superficie del componente de la turbina untando, rociando, pulverizando y/o mediante una espátula.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque

se prepara un medio de revestimiento con un agente aglutinante orgánico y/o inorgánico.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4,

caracterizado porque

se usa un agente aglutinante que:

- se descompone químicamente a la primera temperatura;

- descompone químicamente a la primera temperatura; y/o

- desarrolla una fase de la capa protectora contra el desgaste a la segunda temperatura.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado porque

se usa una sustancia reactiva que:

- funciona como medio de reducción de óxidos a la segunda temperatura; y/o

- funciona como catalizador de una reacción del agente creador de matriz a la segunda temperatura.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado porque

se usa una sustancia base de titanio o de titanio y aluminio como material base del componente de la turbina.

8. Medio de revestimiento para su uso en un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, que comprende un agente aglutinante como mínimo, una sustancia reactiva como mínimo, la cual tiene pigmentos NiAl, un agente creador de matriz en partículas como mínimo, el cual se selecciona de un grupo, que abarca pigmentos metálicos y/o intermetálicos estables a altas temperaturas, particularmente materiales en polvo de aleación MCrAlY con M=Ni y/o Co, polvo de material duro, particularmente carburos, siliciuros y nitruros, y polvo que contiene partes intermetálicas, de modo que se forma un agente aglutinante como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una primera temperatura para su endurecimiento, por lo que se forma un agente creador de matriz como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura mediante una sustancia reactiva como mínimo para formar una capa protectora contra el desgaste sobre una superficie de un componente de una turbina, de modo que la primera temperatura se encuentra en un rango de temperaturas entre 150 °C y 350 °C y se forma un agente creador de matriz como mínimo, con el calentamiento del medio de revestimiento a una segunda temperatura superior a la primera temperatura mediante una sustancia reactiva como mínimo, la cual se vuelve exotérmica a la segunda temperatura, para formar una capa protectora contra el desgaste sobre una superficie de un componente de la turbina, de modo que la segunda temperatura se encuentra en un rango de temperaturas entre 550 °C y 750 °C.

9. Componente para una turbina térmica de gas, particularmente para un motor de avión, con una capa protectora contra el desgaste,

caracterizado porque

la capa protectora contra el desgaste se mantiene mediante un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y/o mediante un medio de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8.

10. Componente de turbina de acuerdo con la reivindicación 9,

caracterizado porque

se desarrolla como álabe móvil, álabe fijo, segmento de anillo de alabes y/o cubo de rotor.

11. Turbina térmica de gas, particularmente de un motor de avión, que comprende por lo menos un componente de turbina con una capa protectora contra el desgaste,

caracterizada porque

la capa protectora contra el desgaste se mantiene mediante un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y/o mediante un medio de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8 y/o porque el componente de la turbina se desarrolla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10.