JP2005330550A - Method for providing thermal barrier having bending flexibility - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To economically provide a thermal barrier with a thermal-spraying technique, which has bending flexibility together with enhanced peeling strength and is used for protecting a turbine engine component or the like from heat and corrosion by coating. <P>SOLUTION: The thermal barrier includes a substrate 40, an underlayer 42 covering it, and a ceramic layer 44 deposited thereon, wherein the ceramic layer is deposited with the thermal-spraying technique of using a torch. The method includes adjusting the torch so that (a) the ceramic layer can be deposited by one pass and (b) the ceramic layer can acquire a thickness of at least 80 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、曲げ適応性(flexo−adaptives)を持つ熱障壁(barrieres thermiques)、すなわち、原因が機械によるものであろうと膨張計測(dilatometriques)によるものであろうと、熱勾配の作用下で基板変形に適応するのに十分な可撓性を有する熱障壁に関する。本発明は、特に、このような熱障壁を熱噴射(projection thermique)により得る経済的な方法に関する。   The present invention provides a thermal barrier with flexo-adaptives, ie, substrate deformation under the influence of a thermal gradient, whether due to mechanical or dilatometrics. Relates to a thermal barrier having sufficient flexibility to accommodate In particular, the present invention relates to an economical method for obtaining such a thermal barrier by means of a thermal injection.

今日、高温の燃焼ガス流にさらされるタービンエンジン部品は、高温に耐える超合金で製造され、熱障壁と呼ばれるコーティングによって熱および腐食から保護される。現在のところ、
・熱障壁は、一般に、酸化および腐食に対する化学的な障害物を形成するNiPtAlまたはMCrAlY(M=Fe、Ni、CoおよびNiCo)のアルミナ質の下層と、
・断熱セラミック層ZrO−YO
とから構成される。
Today, turbine engine components that are exposed to hot combustion gas streams are made of superalloys that withstand high temperatures and are protected from heat and corrosion by a coating called a thermal barrier. at present,
The thermal barrier is generally an alumina underlayer of NiPtAl or MCrAlY (M = Fe, Ni, Co and NiCo) that forms a chemical barrier to oxidation and corrosion;
・ Heat-insulating ceramic layer ZrO 2 -YO
It consists of.

以下、便宜上、熱障壁を施す部品面にほぼ垂直な方向を「鉛直」と呼ぶ。   Hereinafter, for convenience, a direction substantially perpendicular to the component surface on which the thermal barrier is applied is referred to as “vertical”.

同様に、熱障壁を施す部品面にほぼ接する方向を「水平」と呼ぶ。   Similarly, the direction almost in contact with the part surface on which the thermal barrier is applied is called “horizontal”.

セラミック層は、一般に、たとえばプラズマアークトーチを用いて、熱噴射により複数のパスすなわち経路あるいは工程(passe)で堆積される(depose)。各パスでは、通常、厚さ5μmから40μmのセラミック基本層を堆積し、このように施される(appliquees)基本層の数でコーティング全体の厚さが決まる。このやり方によって、
・コーティングの厚さをいっそう制御しやすく、
・熱障壁の加熱を和らげ、それによって、冷却時におけるコーティング(revetement)の亀裂(fissurations)および剥離(ecaillage)が回避される。
The ceramic layer is generally deposited in multiple passes or paths or processes by thermal injection, for example using a plasma arc torch. In each pass, a ceramic base layer with a thickness of 5 μm to 40 μm is typically deposited, and the number of base layers applied in this way determines the thickness of the entire coating. This way
・ It is easier to control the coating thickness,
Relieve the heating of the thermal barrier, thereby avoiding refection cracking and peeling during cooling.

しかしながら、この方法には次の二つの欠点がある。
・セラミック層は、部品の表面の接線方向に沿って可撓性が殆どない。その結果、このように得られた熱障壁が、たとえばタービンの羽根位置での大きな熱衝撃に十分に耐えられず、これらの熱障壁は、ほどなく剥離してはがれてしまう。
・先に堆積されて部分的に冷却されたセラミックに溶融セラミック滴が達したときに微小溶接部が形成され、この微小溶接部により結合が行われるので、基本層どうしの鉛直結合が不完全である。このため、このような熱障壁を構成するセラミック基本層は、熱衝撃の作用で分離する傾向があり、同様に熱障壁を剥離させてしまう。
However, this method has the following two drawbacks.
-The ceramic layer has little flexibility along the tangential direction of the surface of the part. As a result, the thermal barrier thus obtained cannot sufficiently withstand a large thermal shock at, for example, the blade position of the turbine, and these thermal barriers will be peeled off soon.
・ A micro weld is formed when molten ceramic droplets reach the previously deposited and partially cooled ceramic, and bonding is performed by this micro weld, so the vertical connection between the basic layers is incomplete. is there. For this reason, the ceramic basic layer constituting such a thermal barrier tends to be separated by the action of thermal shock, and similarly the thermal barrier is peeled off.

従って、このようにプラズマ噴射により得られる熱障壁は、燃焼室のような熱衝撃を被らない、固定部品専用である。この場合、セラミック層は約0.3mmであり、その耐用年数は完全に抑制される。   Therefore, the thermal barrier obtained by plasma injection in this way is dedicated to fixed parts that do not suffer from thermal shock as in the combustion chamber. In this case, the ceramic layer is about 0.3 mm, and its service life is completely suppressed.

ターボジェットエンジンの燃焼室を熱からよりよく保護するために、プラズマ噴射による厚い熱障壁、すなわち厚さが1mm以上の熱障壁が開発された。この用途では、セラミック堆積物の厚さに鉛直方向の亀裂を入れて、水平方向、すなわち部品表面の接線方向に、この堆積物に可撓性を持たせることが必要である。こうした一方向の亀裂網がなければ、堆積物の縁で熱応力が高くなりすぎ、その結果、使用中に熱障壁が剥離してしまう。   In order to better protect the combustion chamber of the turbojet engine from heat, a thick thermal barrier by plasma injection, ie a thermal barrier with a thickness of 1 mm or more has been developed. In this application, it is necessary to make a vertical crack in the thickness of the ceramic deposit so that the deposit is flexible in the horizontal direction, ie tangential to the part surface. Without such a unidirectional crack network, the thermal stress at the edge of the deposit becomes too high, resulting in the thermal barrier peeling during use.

この点に関して、複数回にわたる連続パスで熱噴射によりセラミック層を堆積し、各パスで約5μmの材料層を堆積し、各パスの後に冷却を行って鉛直な亀裂を形成する米国特許第5073433号明細書が知られている。   In this regard, U.S. Pat. No. 5,073,433 deposits a ceramic layer by thermal injection in multiple successive passes, deposits a material layer of approximately 5 μm in each pass, and cools after each pass to form a vertical crack. The specification is known.

しかし、この方法には、次の二つの欠点がある。
・冷却ステップで分離される複数回のパスによるコーティングは、追加コストがかかる。
・この方法は、上記のような多層コーティングでよくみられる欠点を持つ。すなわち、基本層の間の微小溶接部による結合が不完全であるために、これらの基本層の分離および熱障壁の剥離が促進される。この欠点は、各基本層の間で行われる堆積物の冷却により悪化する。
However, this method has the following two drawbacks.
• Coating with multiple passes separated by a cooling step has additional costs.
This method has the disadvantages often seen with multilayer coatings as described above. That is, since the connection by the micro welds between the base layers is incomplete, separation of these base layers and peeling of the thermal barrier are promoted. This disadvantage is exacerbated by the cooling of the deposits that takes place between each base layer.

また、米国特許第6306517号明細書から、プラズマ噴射による薄層への熱障壁の付加方法が知られており、層どうしの結合は、結晶粒の柱状の核形成(germination)により改善される。結晶粒は、かくして複数の層で共通化されうる。残念ながら、このような方法では、核形成が横方向にも行われるので、熱障壁の可撓性が低減される。   Also, from US Pat. No. 6,306,517, a method for adding a thermal barrier to a thin layer by plasma injection is known, and the bonding between layers is improved by columnar nucleation of crystal grains. Thus, the crystal grains can be shared by a plurality of layers. Unfortunately, such a method reduces the flexibility of the thermal barrier because nucleation also occurs laterally.

今日、「気相成長法」と呼ばれる堆積方法、特に、EBPVD(Electron Beam Physical Vapour Deposition)が知られている。ここで得られるセラミック層は、その底により下層に結合される隣接する細い鉛直柱の形状をとる。参考までに、これらの柱は、直径が約5μmである。このような方法により、水平方向の可撓性に優れ、鉛直方向にしっかりと結合され、その結果として熱衝撃に強い優れた品質の熱障壁が得られる。   Today, a deposition method called “vapor deposition”, in particular, EBPVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) is known. The ceramic layer obtained here takes the form of an adjacent thin vertical column joined to the lower layer by its bottom. For reference, these columns are about 5 μm in diameter. By such a method, it is possible to obtain a thermal barrier of excellent quality which is excellent in flexibility in the horizontal direction and firmly bonded in the vertical direction and as a result is strong against thermal shock.

しかし、この方法には、次の二つの欠点がある。
・気相成長法は時間とコストがかかる。
・腐食性の高温燃焼ガスは、柱と柱の間の狭い、だが非常に多数の下層に達し、下層が徐々に腐食して熱障壁を破壊し、剥離するので、いずれにせよ熱障壁の耐用年数は限られている。
However, this method has the following two drawbacks.
-Vapor deposition is time consuming and expensive.
・ Corrosive hot combustion gas reaches a very large number of lower layers between pillars, but the lower layers gradually corrode to break and peel off the thermal barrier. The number of years is limited.

一般に、熱障壁が剥離する傾向は、曲率半径が小さい部品の突出部、従って、タービンの羽根のような小型部品で増加することに留意されたい。   It should be noted that in general, the tendency of the thermal barrier to flake increases with the protrusions of parts having a small radius of curvature, and thus with small parts such as turbine blades.

さらに、剥離傾向ができるだけ小さい熱障壁を得るには、材料の付着力が高く、連結性が最も強い熱障壁を得ようとすることが必要である。   Furthermore, in order to obtain a thermal barrier with the smallest possible tendency to delaminate, it is necessary to obtain a thermal barrier with high adhesion of materials and the strongest connectivity.

米国特許第5073433号明細書US Pat. No. 5,073,433 米国特許第6306517号明細書US Pat. No. 6,306,517

解決すべき第一の課題は、熱障壁の剥離強度を高めることにある。   The first problem to be solved is to increase the peel strength of the thermal barrier.

解決すべき第二の課題は、熱障壁の生成費用を抑えることにある。   The second problem to be solved is to reduce the cost of generating the thermal barrier.

基板表面の高熱作用と基板の強い機械作用とに耐えるようにし、まさにそのことによって、提起された第一の課題に対処するために、熱障壁は、この熱障壁が被覆する表面の接線方向に柔軟でなければならない。それには、熱障壁の表面から基板または下層まで及ぶ鉛直な亀裂、すなわちセラミック層全体を貫通する亀裂を入れることが必要である。   In order to withstand the high thermal effects of the substrate surface and the strong mechanical action of the substrate, and precisely by doing so, the thermal barrier is tangential to the surface covered by this thermal barrier. Must be flexible. This requires the formation of vertical cracks extending from the surface of the thermal barrier to the substrate or underlayer, ie cracks that penetrate the entire ceramic layer.

本発明は、曲げ適応性をもつ熱障壁を得る方法を提案し、この熱障壁は、下層(42)により被覆された基板(40)に堆積される少なくとも80μmのセラミック層(44)を含んでおり、セラミック層(44)は、いわゆる「プラズマアーク」トーチ(30)を用いて熱噴射により堆積され、このトーチの作用が、トーチのパワー、材料の流速、トーチと被覆部品(10)との距離、部品に対するトーチの移動速度により決定される。   The present invention proposes a method of obtaining a bendable thermal barrier, which includes at least an 80 μm ceramic layer (44) deposited on a substrate (40) covered by an underlayer (42). The ceramic layer (44) is deposited by thermal injection using a so-called “plasma arc” torch (30), the action of which is torch power, material flow rate, torch and coated part (10) It is determined by the distance and the moving speed of the torch with respect to the part.

このような方法は、噴射距離を20mmから90mmに保ちながらセラミック層を1回の単一パスで下層に直接堆積することからなり、前記トーチの移動速度は2mm/秒から10mm/秒、材料の流速は40g/分から100g/分、トーチのアーク強度は500Aから800Aであって、冷却後、セラミック層全体を貫通する1ミリ当たり少なくとも2個のほぼ鉛直な亀裂(fissures)を得るようにしたことを特徴とする。   Such a method consists of directly depositing the ceramic layer on the lower layer in one single pass while keeping the spray distance from 20 mm to 90 mm, and the moving speed of the torch is 2 mm / sec to 10 mm / sec, The flow rate was 40 g / min to 100 g / min, and the arc strength of the torch was 500 A to 800 A, and after cooling, at least two nearly vertical cracks per millimeter penetrating the entire ceramic layer were obtained. It is characterized by.

トーチのパワーは、セラミック層が一回のパスで形成される高い値に調整されるものとし、溶融材料の新しい滴がまだ非常に高温の材料に達することによって、セラミック粒子どうしが鉛直方向に溶接されて良好に結合される。これは、好適には2mm/秒から10mm/秒の、できるだけ遅いトーチの移動速度を選択することによって促進される。かくして、堆積物の場所で温度が上昇し、それによって、水平方向の微小亀裂、剥離、および細の数が少ない高密度の微小構造が得られ、材料の凝集力すなわち付着力(cohesion)が高められる。一回のパスによる噴射は、熱障壁の剥離強さに直接介在する重要なパラメータである。事実、材料を複数回のパスで噴射する場合、各パスで堆積される複数の材料層どうしの付着力は同一層内部の付着力よりも低い。その場合、2個の層の間で水平亀裂が始まることがあり、これは、熱障壁の耐性を損なうものである。   The power of the torch is adjusted to the high value at which the ceramic layer is formed in a single pass, and the ceramic particles are welded vertically, as new drops of molten material still reach the very hot material. Has been well bonded. This is facilitated by selecting the torch moving speed as slow as possible, preferably 2 mm / sec to 10 mm / sec. Thus, the temperature at the location of the deposit increases, thereby resulting in a horizontal microcrack, exfoliation, and a dense microstructure with a small number of fines, increasing the cohesion or cohesion of the material. It is done. Single pass injection is an important parameter directly intervening in the thermal barrier peel strength. In fact, when the material is sprayed in multiple passes, the adhesion between the multiple material layers deposited in each pass is lower than the adhesion within the same layer. In that case, a horizontal crack may start between the two layers, which impairs the resistance of the thermal barrier.

しかも、このようにジェットによって形成されるセラミック層は非常に高温であるので、ジェットが移動したとき、周囲の空気と接触して熱障壁が冷却され、鉛直方向の熱勾配が大きくなる。この熱勾配は、セラミック層の表面で亀裂の形成を促し、その後、これらの亀裂が、下層まで鉛直に広がって、セラミック層全体を貫通する。   Moreover, since the ceramic layer formed by the jet is very hot, when the jet moves, the thermal barrier comes into contact with the surrounding air and the thermal gradient in the vertical direction increases. This thermal gradient promotes the formation of cracks on the surface of the ceramic layer, which then spread vertically to the lower layer and penetrate the entire ceramic layer.

発明者は、この二つの現象が同時に現われることを確認した。パワーが低すぎると、亀裂の間隔が非常に不規則になり、材料の粒子どうしの鉛直結合が中程度になる。トーチのパワーを上げると、亀裂の密度が高く均質になって、それと同時に粒子どうしの鉛直結合が改善される。発明者は、十分なパワー、すなわち、要求された値に少なくとも等しい亀裂密度を得るようま十分に強いパワーにより、厚さ250μmのセラミック層まで申し分のない剥離抵抗を有する熱障壁を得ているが、最適品質は100μmから150μmに位置する。この結果を得るための適切なトーチのパラメータは、使用されるセラミック、部品の放熱、粉末の流速、ジェットの幅、トーチの損失係数等の多数のパラメータに依存することに留意すべきである。   The inventor has confirmed that these two phenomena appear simultaneously. If the power is too low, the crack spacing will be very irregular and the vertical coupling between the particles of the material will be moderate. Increasing the power of the torch will increase the crack density and homogeneity, while improving the vertical coupling between the particles. The inventor has obtained a thermal barrier with a satisfactory peel resistance up to a 250 μm thick ceramic layer with sufficient power, i.e. sufficiently strong to obtain a crack density at least equal to the required value. The optimum quality is located between 100 μm and 150 μm. It should be noted that the proper torch parameters to achieve this result depend on a number of parameters such as the ceramic used, component heat dissipation, powder flow rate, jet width, torch loss factor, and the like.

また、一方では、基板の溶融または基板の粒子構造の許容できない劣化を招くおそれのある過度の加熱を発生しないように、当業者がトーチのパワーを制限することにも留意すべきである。   It should also be noted that, on the one hand, those skilled in the art will limit the power of the torch so as not to generate excessive heating that can lead to melting of the substrate or unacceptable degradation of the particle structure of the substrate.

亀裂の大きさ、ならびに1mmあたりの亀裂数は、堆積の厚さに依存する。堆積が厚ければ厚いほど亀裂は広幅になり、1mm当たりの数が少なくなる。   The size of the cracks as well as the number of cracks per mm depends on the thickness of the deposit. The thicker the deposit, the wider the crack and the fewer per mm.

1回のパスで得られるセラミック層の厚さは、もちろん、材料の流速、トーチと部品との距離、および部品に対するトーチすなわちジェットの移動速度、ならびにトーチの損失係数に依存する。そのため、セラミック層の厚さは材料の流速とともに増加するが、距離または速度が増加すると、この厚さは減少する。当業者は、実験により、堆積する材料に応じてケースバイケースでこれらのパラメータを定義する。   The thickness of the ceramic layer obtained in a single pass will, of course, depend on the material flow rate, the distance between the torch and the part, and the moving speed of the torch or jet relative to the part, and the loss factor of the torch. Thus, the thickness of the ceramic layer increases with the flow rate of the material, but as the distance or speed increases, this thickness decreases. Those skilled in the art will experiment to define these parameters on a case-by-case basis, depending on the material being deposited.

本発明は、また、翼と基部とを含むターボジェットエンジンの羽根に上記の方法を適用し、セラミック層を翼に塗布することを提案する。   The present invention also proposes applying the above method to the blades of a turbojet engine including a wing and a base and applying a ceramic layer to the wing.

このような方法は、
a.幾何学軸(16)を中心として回転速度Vで回転する工具(20)により羽根(10)の基部(14)を保持し、
b.幾何学軸(16)に平行な相対移動D1と、幾何学軸(16)に垂直な相対移動D2とが行われるトーチ(30)のジェット(32)に翼(12)をさらし、
c.翼の一端(18a、18b)から他端(18b、18a)までジェット(32)を一回だけ移動してセラミックを噴射することからなり、羽根(10)が、幾何学軸(16)を中心として回転し、トーチ(30)が、D2に従って移動して羽根(12)の表面から一定距離のところに留まるようにし、トーチ(30)が、D1に従って移動して前記ジェット(32)の幅に等しいピッチの螺旋状のセラミック層(44)を羽根(12)の表面に形成するようにした
ことを特徴とする。
Such a method is
a. Holding the base (14) of the blade (10) by means of a tool (20) rotating at a rotational speed V about the geometric axis (16);
b. Subjecting the wing (12) to the jet (32) of the torch (30) in which a relative movement D1 parallel to the geometric axis (16) and a relative movement D2 perpendicular to the geometric axis (16) takes place;
c. The blade (10) is centered about the geometric axis (16), consisting of jetting ceramics by moving the jet (32) only once from one end (18a, 18b) to the other end (18b, 18a) of the wing. So that the torch (30) moves according to D2 and stays at a certain distance from the surface of the blade (12), and the torch (30) moves according to D1 to the width of the jet (32). A spiral ceramic layer (44) having an equal pitch is formed on the surface of the blade (12).

本発明は、この方法の詳細な実施例と添付図面とからいっそう理解され、この発明によって得られる長所がさらに明らかになるであろう。   The present invention will be further understood from detailed embodiments of the method and the accompanying drawings, and the advantages obtained by the present invention will become more apparent.

最初に図1を参照する。   Reference is first made to FIG.

熱障壁を被覆する部品は、凝固を左右する、ニッケルを主成分とする超合金からなるタービンの羽根10である。熱障壁は、8%のイットリウムYを含むジルコンZrOのセラミック層125μmで被覆したMCrAlYの下層を含む。 The component covering the thermal barrier is a turbine blade 10 made of a superalloy mainly composed of nickel that influences solidification. The thermal barrier comprises a MCrAlY underlayer coated with a 125 μm ceramic layer of zircon ZrO 2 containing 8% yttrium Y 2 O 3 .

羽根10の翼12は、通常の方法に従って堆積されたMCrAlYの下層で被覆されている。   The blade 12 of the blade 10 is covered with a lower layer of MCrAlY deposited according to the usual method.

羽根10は、その後、基部14により取付台20に保持される。取付台は、軸16を中心として羽根を回転させ、すなわち、羽根を長手方向に関してそれ自体回転させることができ、翼12は、プラズマトーチ30の前に提供される。プラズマトーチのジェットを参照符号32で示す。プラズマトーチ32は、ここでは、Sultzer Mecto社により商品化されているモデルF4である。   The blade 10 is then held on the mount 20 by the base 14. The mount can rotate the vanes about the axis 16, i.e., the vanes can themselves rotate with respect to the longitudinal direction, and the vanes 12 are provided in front of the plasma torch 30. The plasma torch jet is indicated by reference numeral 32. The plasma torch 32 is here a model F4 commercialized by Sultzer Meto.

トーチは、羽根10から50mmのところに配置され、羽根10は、その後、軸16を中心として回転される。トーチ30が作動し、ジェット32は、最初に羽根10の頂部18aに当り、徐々に基部14の方に移動して翼12の他端18bに達し、このようにして、羽根10の表面に巻きを突き合わせた螺旋状のセラミック層44を形成する。ジェット32は、羽根12の表面で、結果として得られる速度6mm/秒で移動する。粉末の流速は、70g/分であり、トーチのパワーは、アーク強度700Aで得られる。トーチの調整は、いわゆる「高温」とし、堆積温度は550℃とする。この温度は、ジェット32の通過直後に、ジェットの後方10mmのところにある堆積面で測定する。   The torch is placed 50 mm from the blade 10 and the blade 10 is then rotated about the axis 16. The torch 30 is activated and the jet 32 first strikes the top 18 a of the blade 10 and gradually moves toward the base 14 to reach the other end 18 b of the blade 12, thus winding around the surface of the blade 10. Are formed to form a spiral ceramic layer 44. The jet 32 moves at the resulting speed of 6 mm / sec on the surface of the blade 12. The flow rate of the powder is 70 g / min, and the power of the torch is obtained at an arc intensity of 700A. The adjustment of the torch is a so-called “high temperature”, and the deposition temperature is 550 ° C. This temperature is measured immediately after passage of the jet 32 at the deposition surface 10 mm behind the jet.

次に、図2を参照する。   Reference is now made to FIG.

基板、下層、および、このように得られたセラミック層をそれぞれ参照符号40、42、44で示す。亀裂は、参照符号50で示す。このミクロ組織図では、1mm当たり4.8個の亀裂が数えられ、その平均距離が200μmである。このミクロ組織図が示すように、亀裂50はほぼ鉛直であり、すなわち、基板40に対してほぼ垂直である。亀裂50の2個の縁は、平行なこともあるし、あるいは表面または下層42の方に開いていることもある。亀裂50の最も重要な特徴は、ミクロ組織図から分かるように、亀裂が、セラミック層44の厚さ全体を貫通することによって表面から下層42まで進んでいることにある。   The substrate, the lower layer, and the ceramic layer thus obtained are indicated by reference numerals 40, 42 and 44, respectively. The crack is indicated by reference numeral 50. In this microstructure, 4.8 cracks are counted per mm, and the average distance is 200 μm. As this micrograph shows, the crack 50 is substantially vertical, ie, substantially perpendicular to the substrate 40. The two edges of the crack 50 may be parallel or open towards the surface or lower layer 42. The most important feature of the crack 50 is that the crack progresses from the surface to the lower layer 42 by penetrating the entire thickness of the ceramic layer 44, as can be seen from the microstructural chart.

次に、図3を参照する。   Reference is now made to FIG.

このミクロ組織図では、亀裂50が局部的に不規則であるが統計的には均質な異方性の格子を形成していることが分かる。これらの亀裂50は、熱障壁に、基板40の接線面に沿って、必要とされる可撓性をもたらす。亀裂の密度は、任意の幾何学的な直線を横切る1mmあたりの平均亀裂数であるものとして定義される。   In this microstructural chart, it can be seen that the cracks 50 are locally irregular but statistically form a homogeneous anisotropic lattice. These cracks 50 provide the thermal barrier with the required flexibility along the tangential surface of the substrate 40. Crack density is defined as the average number of cracks per mm across any geometric line.

プラズマトーチによるセラミック層の堆積を示す図である。It is a figure which shows the deposition of the ceramic layer by a plasma torch. このように得られた熱障壁のミクロ組織の断面図である。It is sectional drawing of the microstructure of the thermal barrier obtained in this way. 熱障壁表面のミクロ組織を示す図である。It is a figure which shows the microstructure of the surface of a thermal barrier.

符号の説明Explanation of symbols

10 部品または羽根
12 翼
14 基部
16 幾何学軸
18a、18b 翼の端
30 トーチ
32 ジェット
40 基板
42 下層
44 セラミック層
50 亀裂
10 Parts or blades 12 Wings 14 Base 16 Geometric axes 18a, 18b Wing tips 30 Torch 32 Jet 40 Substrate 42 Lower layer 44 Ceramic layer 50 Crack

Claims (2)

曲げ適応性を持つ熱障壁を得る方法であって、前記熱障壁が、下層(42)により被覆された基板(40)に堆積される少なくとも80μmのセラミック層(44)を含んでおり、前記セラミック層(44)が、いわゆる「プラズマアーク」トーチ(30)を用いた熱噴射により堆積され、前記トーチの作用が、このトーチのパワー、材料の流速、トーチと被覆部品(10)との距離、部品に対するトーチの移動速度により決定され、
噴射距離を20mmから90mmに保ちながら、セラミック層を1回の単一パスで下層に直接堆積することからなり、前記トーチの移動速度を2mm/秒から10mm/秒、材料の流速を40g/分から100g/分、トーチのアーク強度を500Aから800Aとすることにより、冷却後、セラミック層全体を貫通する1ミリ当たり少なくとも2個のほぼ鉛直な亀裂を得るようにしたことを特徴とする、方法。
A method for obtaining a thermal barrier with bending flexibility, said thermal barrier comprising a ceramic layer (44) of at least 80 μm deposited on a substrate (40) covered by an underlayer (42), said ceramic The layer (44) is deposited by thermal injection using a so-called “plasma arc” torch (30), the action of the torch being the power of this torch, the flow rate of the material, the distance between the torch and the coated part (10), Determined by the moving speed of the torch relative to the part,
It consists of depositing the ceramic layer directly on the lower layer in one single pass while keeping the spray distance from 20 mm to 90 mm, the torch moving speed from 2 mm / sec to 10 mm / sec, and the material flow rate from 40 g / min A method characterized in that at least two substantially vertical cracks per millimeter penetrating through the entire ceramic layer are obtained after cooling by setting the arc intensity of the torch from 500 A to 800 A at 100 g / min.
前記部品(10)が、翼(12)と基部(14)とを含む幾何学軸(16)を有する羽根であり、前記セラミック層(44)が、前記翼(12)に施され、
a.前記幾何学軸(16)を中心として回転速度Vで回転する工具(20)により羽根(10)の基部(14)を保持し、
b.前記幾何学軸(16)に平行な相対移動D1と、前記幾何学軸(16)に垂直な相対移動D2とが行われるトーチ(30)のジェット(32)に翼(12)をさらし、
c.前記翼の一端(18a、18b)から他端(18b、18a)までジェット(32)を一回だけ移動してセラミックを噴射することからなり、前記羽根(10)が、前記幾何学軸(16)を中心として回転し、前記トーチ(30)が、D2に従って移動して羽根(12)の表面から一定距離のところに留まるようにし、前記トーチ(30)が、D1に従って移動して前記ジェット(32)の幅に等しいピッチで螺旋状のセラミック層(44)を羽根(12)の表面に形成するようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
The component (10) is a vane having a geometric axis (16) comprising a wing (12) and a base (14), and the ceramic layer (44) is applied to the wing (12);
a. Holding the base (14) of the blade (10) with a tool (20) rotating at a rotational speed V about the geometric axis (16);
b. Subjecting the wing (12) to the jet (32) of the torch (30) in which a relative movement D1 parallel to the geometric axis (16) and a relative movement D2 perpendicular to the geometric axis (16) is performed;
c. The jet (32) is moved only once from one end (18a, 18b) of the wing to the other end (18b, 18a) to inject ceramic, and the blade (10) is connected to the geometric axis (16 ), The torch (30) moves according to D2 so that it stays at a certain distance from the surface of the blade (12), and the torch (30) moves according to D1 to move the jet ( The method according to claim 1, characterized in that a spiral ceramic layer (44) is formed on the surface of the blade (12) with a pitch equal to the width of 32).
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