PL182552B1 - Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna - Google Patents

Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna

Info

Publication number
PL182552B1
PL182552B1 PL96344351A PL34435196A PL182552B1 PL 182552 B1 PL182552 B1 PL 182552B1 PL 96344351 A PL96344351 A PL 96344351A PL 34435196 A PL34435196 A PL 34435196A PL 182552 B1 PL182552 B1 PL 182552B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
metallic
layer
binder
applying
adhesive layer
Prior art date
Application number
PL96344351A
Other languages
English (en)
Inventor
Reinhard Fried
Original Assignee
Abb Research 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 Abb Research Ltd filed Critical Abb Research Ltd
Publication of PL182552B1 publication Critical patent/PL182552B1/pl

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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • 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
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12049—Nonmetal component
    • Y10T428/12056—Entirely inorganic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063—Nonparticulate metal component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063—Nonparticulate metal component
    • Y10T428/12097—Nonparticulate component encloses particles

Abstract

1. Sposób nakladania na metalowe elementy konstrukcyj- ne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne, przy czym w pierw- szym etapie powlekana powierzchnie oczyszcza sie, uzysku- jac odtluszczona 1 nie zawierajaca tlenków powierzchnie metaliczna a w drugim etapie, za pomoca natrysku plazmo- wego w atmosferze gazów ochronnych, na metalicznej po- wierzchni wytwarza sie odporna na utlenianie 1 korozje war- stwe ochronna znamienny tym, ze w trzecim etapie na odporna na utlenianie 1 korozje warstwe ochronna ( 8) naklada sie spoiwo (3), nastepnie na spoiwo (3) naklada sie równo- miernie gruboziarnisty proszek adhezyjny (4) o tym samym skladzie co warstwa ochronna ( 8), a po wysuszeniu spoiwa (3) przeprowadza sie obróbke cieplna w postaci wyzarzania rozpuszczajacego, tworzac polaczenie spiekane pomiedzy metalowym elementem konstrukcyjnym ( 1) i warstwa ochronna ( 8) oraz pomiedzy warstwa ochronna ( 8) i prosz- kiem adhezyjnym (4). 2. Metaliczna warstwa adhezyjna na metalowych ele- mentach konstrukcyjnych pod natryskiwane cieplnie, cera- miczne warstwy izolacyjne, znamienna tym, ze sklada sie z nalozonej na powierzchnie metalowego elementu konstruk- cyjnego ( 1) metoda natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych warstwy ochronnej ( 8), na której po wierzchni osadzone sa spiekane czastki proszku adhezyjnego (4) Fig. 4 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna.
Metal i ceramika nie dają się w normalnych warunkach łączyć ze sobą z uwagi na różne współczynniki rozszerzalności cieplnej.
Znane rozwiązanie tego problemu polega na umieszczeniu pomiędzy łączonymi częściami ciągliwej warstwy pośredniej, która w sposób sprężysto-plastyczny kompensuje różnice rozszerzalności w różnych temperaturach (porównaj W. J. Brindley, R. A. Miller: „TBCs for better engine efficiency”, Nasa Lewis Research Center Cleveland, Advanced Materials & Progress 8/1989, str. 29-33). Te, nazywane warstwami adhezyjnymi, warstwy pośrednie są nanoszone zazwyczaj za pomocą znanej metody natrysku płomieniowego, plazmowego lub wybuchowego. Umożliwiają one metalurgiczno-mechaniczne połączenie z metalowym elementem konstrukcyjnym i czysto mechaniczne połączenie, natryskiwanej także metodą termiczną, warstwy ceramicznej z warstwą, adhezyjną, przy czym połączenie to jest wyraźnie wrażliwe na uderzenia mechaniczne i szoki temperaturowe.
Ponieważ ceramiczne warstwy termoizolacyjne chronią powlekane metalowe elementy konstrukcyjne przed szkodliwymi naprężeniami cieplnymi, ciągłość tych powłok jest istotna ze względu na wymóg dotyczący wystarczającego okresu użytkowania elementów konstrukcyjnych. Powlekane w ten sposób elementy konstrukcyjne stosowane są zwłaszcza w dziedzinie techniki spalania, przykładowo na części komór spalania lub na łopatki turbin gazowych.
182 552
Wada wytwarzanych dotychczas, metalowych warstw adhezyjnych pod ceramiczne warstwy termoizolacyjne (TBC) polega na tym, że mają one niewystarczającą chropowatość i tworzą w efekcie zbyt słabe połączenie kształtowe (podcięcia), tak że grubość ceramicznych warstw termoizolacyjnych jest ograniczona. Znane są warstwy o grubości od około 0,2 do 0,4 mm, przy czym najczęściej stosuje się grubość około 0,3 mm. Jeżeli warstwy są grubsze, wówczas zachodzi niebezpieczeństwo ich szybkiego odpadania. Jeżeli z kolei są cieńsze, wówczas ich działanie termoizolacyjne szybko staje się nieskuteczne. Nowsze badania idą wprawdzie w kierunku natrysku grubszych warstw (około 0,6 mm), jednak nie osiąga się przy tym wymaganego połączenia kształtowego.
Chropowatość typowa dla znanych metalicznych warstw adhezyjnych (różnica pomiędzy wierzchołkiem i doliną nierówności) wynosi około 30 pm. Warstw o większej chropowatości nie da się natryskiwać, ponieważ wymiary topionych cząstek proszku są, zależnie od metody nakładania powłoki (różne temperatury i prędkości natrysku), ograniczone do przedziału pomiędzy 10 do 50 pm, a płynne cząstki proszku ulegają spłaszczeniu, padając na powierzchnię substratu (porównaj B. Heine: „Warstwy natryskiwane termicznie”, Metali, rocznik 49,1/1995, str. 51-57).
Ograniczone są również możliwości zwiększenia chropowatości poprzez piaskowanie lub zmianę parametrów natryskiwania płomieniowego. Tak na przykład zmniejszenie prędkości natrysku płomieniowego może wprawdzie doprowadzić do zwiększenia grubości warstwy ceramicznej typu TBC, jednak warstwa taka nie jest odporna na działanie szoku termicznego.
Wytaczanie lub frezowanie rowków w powlekanych powierzchniach, co opisuje B. Heine w wyżej wspomnianym artykule jako sposób poprawy przyczepności dla warstw grubszych niż 1 mm; są metodami kosztownymi, a w przypadku detali o skomplikowanej powierzchni trudnymi do realizacji.
Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych wyżej wad poprzez opracowanie metalicznej warstwy adhezyjnej oraz sposobu nakładania na metalowe podłoże tej warstwy adhezyjnej pod ceramiczne warstwy termoizolacyjne, który umożliwi późniejsze cieplne natryskiwanie i mocowanie ceramicznych warstw termoizolacyjnych o większej grubości.
Warstwy powinny przy tym wykazywać stabilną przyczepność i udamość.
Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne, przy czym w pierwszym etapie powlekaną powierzchnię oczyszcza się, uzyskując odtłuszczoną i nie zawierającą tlenków powierzchnię metaliczną, a w drugim etapie, za pomocą natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych, na metalicznej powierzchni wytwarza się odporną na utlenianie i korozję warstwę ochronną, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w trzecim etapie na odporną na utlenianie i korozję warstwę ochronną nakłada się spoiwo, następnie na spoiwo nakłada się równomiernie gruboziarnisty proszek adhezyjny o tym samym składzie co warstwa ochronna, a po wysuszeniu spoiwa przeprowadza się obróbkę cieplną w postaci wyżarzania rozpuszczającego, tworząc połączenie spiekane pomiędzy metalowym elementem konstrukcyjnym i warstwą ochronną oraz pomiędzy warstwą ochronną i proszkiem adhezyjnym.
Metaliczna warstwa adhezyjna na metalowych elementach konstrukcyjnych pod natryskiwane cieplnie, ceramiczne warstwy izolacyjne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z nałożonej na powierzchnię metalowego elementu konstrukcyjnego metodą natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych warstwy ochronnej, na której powierzchni osadzone są spiekane cząstki proszku adhezyjnego.
Korzystnie wysokość cząstek proszku adhezyjnego odpowiada grubości natryskiwanej cieplnie, ceramicznej warstwy termoizolacyjnej.
Sposób według wynalazku pozwala wytwarzać warstwy adhezyjne, które są silnie chropowate w stosunku do warstw znanych ze stanu techniki. Połączone za pomocą lutowania lub spiekania cząstki proszku metalowego stanowią przy tym bardzo stabilne, kształtowe zakotwienie natryskiwanej warstwy typu TBC, co umożliwia wytwarzanie stosunkowo grubych, mających stabilną przyczepność, ceramicznych warstw termoizolacyjnych.
182 552
Metaliczna warstwa adhezyjna według wynalazku zapewnia stabilną przyczepność natryskiwanym cieplnie, ceramicznym warstwom termoizolacyjnym, umożliwia zwiększenie grubości tych warstw i zapewnia dobre własności w warunkach ekstremalnych.
Jeżeli wysokość cząstek proszku adhezyjnego odpowiada grubości natryskiwanej cieplnie, ceramicznej warstwy termoizolacyjnej, wówczas warstwa jest praktycznie niewrażliwa na uderzenia, ponieważ są one odbierane przez składniki metaliczne.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia powlekaną łopatkę kierującą w widoku perspektywicznym, fig. 2 powlekaną płytę termoizolacyjną w widoku perspektywicznym, fig. 3a - układ warstw przed wysuszeniem spoiwa i obróbką cieplną (wyżarzaniem rozpuszczającym), w schematycznym przekroju, fig. 3b - układ warstw po wysuszeniu spoiwa i obróbce cieplnej, w przekroju analogicznym do fig. 3a, oraz fig. 4 - układ warstw z uwidocznieniem natryskiwanej cieplnie, ceramicznej warstwy termoizolacyjnej, również w schematycznym przekroju, przy czym na rysunku ukazano jedynie elementy niezbędne dla zrozumienia istoty wynalazku.
Na figurze 1 przedstawiona jest, jako przykład przeznaczonego do powlekania, metalowego elementu konstrukcyjnego 1, łopatka kierująca turbiny gazowej. Składa się ona z podłoża 2 (substratu), w tym przypadku stopu IN 939 o następującym składzie chemicznym: podstawowy składnik Ni; 22,5% Cr; 19,0% Co; 2,0% W; 1,0% Nb; 1,4% Ta; 3,7% Ti; 1,9% Al; 0,1% Zr; 0,01% B; 0,15% C. Na powierzchniach, po których przepływa gaz, łopatka jest pokryta warstwą odporną na korozję i utlenianie (MCrAlY, na przykład SV201473: podstawowy składnik Ni; 25% Cr; 5% Al; 2,5% Si; 0,5% Y; 1% Ta). Poza tym łopatka ta jest na krawędzi wlotowej, na ciśnieniowej stronie pióra i na ściankach kanałów pokryta, grubą na około 0,3 mm, ceramiczną warstwą termoizolacyjną ze stabilizowanego itrem tlenku cyrkonu, o następującym składzie: podstawowy składnik ZrO2 łącznie z 2,5% HfO2; 7- 9% Y2O3; < 3% pozostałych składników.
Po czasie eksploatacji równym 25 000 godzin łopatka kierująca turbiny gazowej została skierowana do regeneracji. Stwierdzono przy tym, że w wyniku przeciążenia termicznego i erozji na krawędzi wlotowej pióra i na ściance kanału nie ma już warstwy termoizolacyjnej (porównaj zakreskowane obszary na fig. 1). Ponieważ łopatka nie wykazuje innych uszkodzeń, z uwagi na koszty nie zaplanowano nałożenia nowej powłoki, lecz jedynie częściową naprawę warstwy izolacyjnej. W związku z tym, że w opisanych wyżej miejscach warstwa TBC jest szczególnie intensywnie atakowana, należy nałożyć warstwę TBC nie tej samej grubości, lecz w miarę możliwości jak najgrubszą
Zrealizowano to za pomocą sposobu według wynalazku, w którym warstwa TBC jest związana z metalicznym podłożem 2 bardziej elastycznie w wyniku utworzenia obszaru przejściowego pomiędzy metalem i ceramiką przy użyciu specjalnej warstwy adhezyjnej.
Element konstrukcyjny 1 w postaci łopatki oczyszcza się najpierw z większych zanieczyszczeń (nagaru) w strumieniu pary wodnej. Następnie pozostałości przywartych nalotów usuwa się za pomocą miękkiego piaskowania (na przykład drobnym proszkiem aluminium podawanym pod ciśnieniem 2 x 10^ N/m2 z odległości 20 cm). Nie można przy tym zniszczyć istniejącej jeszcze ceramicznej warstwy termoizolacyjnej.
Teraz nie przeznaczone do powlekania części łopatki zakrywa się, na przykład szablonem blaszanym, zaś powierzchnie powlekane piaskuje się do czysta (na przykład drobnym węglikiem krzemu podawanym pod ciśnieniem 4 x 105 N/m2 z odległości 40 mm), co powoduje usunięcie ewentualnych pozostałości TBC i tlenków.
Oczyszczone w ten sposób, metaliczne, czyste, odtłuszczone i wolne od tlenków powierzchnie są teraz przygotowane do nałożenia metalicznej warstwy adhezyjnej, służącej jako podłoże dla natryskiwanej cieplnie ceramicznej warstwy termoizolacyjnej.
Po nałożeniu metalicznej warstwy adhezyjnej według wynalazku łopatkę zakrywa się ponownie szablonem i powleka, grubą na 0,5 mm, ceramiczną warstwą termoizolacyjną przykładowo składającą się ze stabilizowanego wapniem tlenku cyrkonu (Meta-Ceram 28085), przy czym tlenek cyrkonu nakłada się znaną metodą natrysku płomieniowego.
Zamocowanie cząstek tlenku cyrkonu można przyrównać w przybliżeniu do zasady działania przycisków guzikowych. Tlenek cyrkonu ma wiele podcięć i jest zdolny do tworze182 552 nia mocnych połączeń kształtowych w porównaniu do typowej dotychczas geometrii połączeń adhezyjnych, które cechowała niewielka zdolność do tworzenia połączeń kształtowych. W związku z tym zakotwienie warstwy tlenku cyrkonu (TBC) na elemencie konstrukcyjnym jest bardzo stabilne. Do natryskiwania warstw TBC na warstwy adhezyjne według wynalazku nadaje się zatem, poza natryskiem plazmowym i wybuchowym, również natrysk płomieniowy. Ta ostatnia metoda jest o tyle korzystna, że można do niej stosować przenośne urządzenia do nakładania powłok.
Na figurze 2 przedstawiony jest w widoku perspektywicznym element konstrukcyjny 1 w postaci płyty termoizolacyjnej do prowadzenia gorących gazów, któr^_ w stanie nowości pokrywa się na całej powierzchni jak najgrubszą, natryskiwaną cieplnie, warstwą termoizolacyjną Płyta termoizolacyjna jest wykonana ze stopu MAR M 247 o następującym (składzie chemicznym: podstawowy składnik Ni, 8,2-8,9% Cr; 9,7-10,2% Co; 0,6-0,5% Mo; 9,8-10,2% W; 2,9-3,1% Ta; 5,4-5,6% Al; 0,8-1,2% Ti; 1,0-1,6% Hf; 0,14-0,16% C).
Na figurach 3a i 3b przedstawiony jest układ warstw w dwóch etapach realizacji sposobu według wynalazku. Element konstrukcyjny, stanowiący podłoże 2, ma tutaj postać chłodzonej łopatki kierującej, wykonanej z materiału CM 247 LC DS (skład chemiczny: podstawowy składnik Ni; 8,1% Cr; 9,2% Co; 0,5% Mo; 9,5% W; 3,2% Ta; 0,7% Ti; 5,6% Al; 0,01% Zr; 0,01% B; 0,07% C; 1,4% Hf). Łopatkę tę należy pokryć warstwą TBC o grubości od 0,7 do 0,8 mm.
W tym celu łopatkę pokrywa się w całym obszarze kanału, metodą natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych, proszkiem ProXon 21031 (stop na bazie niklu) o grubości około 0,2 mm (natryskiwanym w obecności małej ilości tlenu). Proszek ten, z uwagi na wysoką, zawartość aluminium i chromu, wykazuje bardzo dobrą odporność na utlenianie i korozję. Następnie, na tę chropowatą, chroniącą przed utlenianiem i korozją, warstwę 8 nakłada się cienką warstwę spoiwa 3. Na nią z kolei nasypuje się gruboziarnisty proszek adhezyjny 4 o średnicy cząstek od około 100 do 200 pm i takim samym składzie (fig. 3a). Nakładanie powłoki odbywa się wówczas w piecu próżniowym w wanmkach wyżarzania rozpuszczającego dla CM 247 lS DS (kilka godzin w temperaturze od 1220 do 1250°C). Powstaje przy tym określone połączenie spajalne (połączenie spiekane 9) pomiędzy warstwą 8, chroniącą przed utlenianiem i korozją, i podłożem 2. Warstwa 8 ulega dalszemu zagęszczeniu, a gruboziarniste cząstki proszku adhezyjnego 4 zostają związane poprzez stabilne połączenie spiekane 9 z warstwą 8, która teraz stanowi jednocześnie warstwę ochronną i adhezyjną, co uwidoczniono schematycznie na fig. 3b.
Następnie zakrywa się ssącą stronę profilu i obszary otworów chłodzących łopatki kierującej. Stronę ciśnieniową i ścianki kanału, pokryte warstwą proszku adhezyjnego 4, powleka się teraz przy użyciu znanej metody natrysku płomieniowego CastoDyn DS 8000 ceramiczną warstwą termoizolacyjną 6 z materiału pod nazwą Meta-Ceram 28085 (stabilizowany wapniem tlenek cyrkonu) na grubość około 0,8 do 0,7 mm, co uwidoczniono na fig. 4. Nawet po 1000 cyklach termicznych przeprowadzonych w złożu fluidalnym (warunki: 1000°C/temperatura otoczenia/l000°C) nie można było stwierdzić żadnych uszkodzeń powłoki.
Testy przeprowadzone w warunkach szoku termicznego pozwoliły stwierdzić, że zamocowana w ten sposób warstwa termoizolacyjna ma lepsze własności niż warstwa wytworzona konwencjonalnie. Nawet jeżeli z jakiejkolwiek przyczyny nastąpi oderwanie fragmentu warstwy TBC, warstwa ta pozostaje pomiędzy cząstkami proszku adhezyjnego i zapewnia dobre własności w warunkach ekstremalnych. Jeżeli natomiast warstwa tBc odpadnie z łopatki, obrobionej metodą konwencjonalną, wówczas na podłożu pozostają jedynie minimalne resztki, które w żadnym wypadku nie wykazują własności termoizolacyjnych.
182 552
Fig. 3a
Fig. 3b
182 552
Fig. 4
182 552
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne, przy czym w pierwszym etapie powlekaną powierzchnię oczyszcza się, uzyskując odtłUszczoną i nie zawierającą tlenków powierzchnię metaliczną, a w drugim etapie, za pomocą natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych, na metalicznej powierzchni wytwarza się odporną na utlenianie i korozję warstwę ochronną, znamienny tym, że w trzecim etapie na odporną na utlenianie i korozję warstwę ochronną. (8) nakłada się spoiwo (3), następnie na spoiwo (3) nakłada się równomiernie gruboziarnisty proszek adhezyjny (4) o tym samym składzie co warstwa ochronna (8), a po wysuszeniu spoiwa (3) przeprowadza się obróbkę cieplną w postaci wyżarzania rozpuszczającego, tworząc połączenie spiekane pomiędzy metalowym elementem konstrukcyjnym (1) i warstwą ochronną (8) oraz pomiędzy warstwą ochronną (8) i proszkiem adhezyjnym (4).
2. Metaliczna warstwa adhezyjna na metalowych elementach konstrukcyjnych pod natryskiwane cieplnie, ceramiczne warstwy izolacyjne, znamienna tym, że składa się z nałożonej na powierzchnię metalowego elementu konstrukcyjnego (1) metodą natrysku plazmowego w atmosferze gazów ochronnych warstwy ochronnej (8), na której powierzchni osadzone są spiekane cząstki proszku adhezyjnego (4).
3. Metaliczna warstwa według zastrz.
4, znamienna tym, że wysokość cząstek proszku adhezyjnego (4) odpowiada grubości natryskiwanej cieplnie, ceramicznej warstwy termoizolacyjnej (6).
PL96344351A 1995-12-02 1996-12-02 Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna PL182552B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19545025A DE19545025A1 (de) 1995-12-02 1995-12-02 Verfahren zur Aufbringung einer metallischen Haftschicht für keramische Wärmedämmschichten auf metallische Bauteile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL182552B1 true PL182552B1 (pl) 2002-01-31

Family

ID=7779041

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL96344351A PL182552B1 (pl) 1995-12-02 1996-12-02 Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna
PL96317298A PL181404B1 (pl) 1995-12-02 1996-12-02 Sposób nakladania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjneoraz metaliczna warstwa adhezyjna PL PL PL PL PL

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL96317298A PL181404B1 (pl) 1995-12-02 1996-12-02 Sposób nakladania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjneoraz metaliczna warstwa adhezyjna PL PL PL PL PL

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5894053A (pl)
EP (1) EP0776985B1 (pl)
JP (1) JP3983323B2 (pl)
CN (1) CN1161489C (pl)
AT (1) ATE211185T1 (pl)
CA (1) CA2188614C (pl)
CZ (1) CZ290920B6 (pl)
DE (2) DE19545025A1 (pl)
PL (2) PL182552B1 (pl)
RU (1) RU2209256C2 (pl)
UA (1) UA42001C2 (pl)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3302589B2 (ja) * 1997-02-06 2002-07-15 株式会社日立製作所 セラミック被覆ガスタービン動翼
TW587967B (en) 2000-04-14 2004-05-21 Emitec Emissionstechnologie Housing with passivation layer and method for the production of a catalyst support structure with such a housing
US6279811B1 (en) * 2000-05-12 2001-08-28 Mcgraw-Edison Company Solder application technique
DE10057187B4 (de) * 2000-11-17 2011-12-08 Alstom Technology Ltd. Verfahren für die Herstellung von Verbundaufbauten zwischen metallischen und nichtmetallischen Materialien
DE10117127B4 (de) * 2001-04-06 2009-12-31 Alstom Technology Ltd. Verbundaufbau zwischen metallischen und nichtmetallischen Materialien
DE10117128A1 (de) 2001-04-06 2002-10-10 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Herstellung von Verbundaufbauten zwischen metallischen und nichtmetallischen Materialien
DE10121019A1 (de) * 2001-04-28 2002-10-31 Alstom Switzerland Ltd Gasturbinendichtung
FR2827308B1 (fr) * 2001-07-12 2004-05-14 Snecma Moteurs Procede de reparation globale d'une piece revetue d'une barriere thermique
EP1275748A3 (de) * 2001-07-13 2004-01-07 ALSTOM (Switzerland) Ltd Hochtemperaturbeständiger Schutzüberzug mit eingebetteten lokalen Erhebungen sowie Verfahren zur Herstellung des Schutzüberzuges
EP1284337B1 (de) 2001-08-14 2005-04-06 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zur Bearbeitung einer beschichteten Gasturbinenschaufel
EP1327702A1 (en) 2002-01-10 2003-07-16 ALSTOM (Switzerland) Ltd Mcraiy bond coating and method of depositing said mcraiy bond coating
US6679680B2 (en) * 2002-03-25 2004-01-20 General Electric Company Built-up gas turbine component and its fabrication
US7066235B2 (en) * 2002-05-07 2006-06-27 Nanometal, Llc Method for manufacturing clad components
US6759151B1 (en) 2002-05-22 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article characterized by low coefficient of thermal expansion outer layer
US6733908B1 (en) 2002-07-08 2004-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multilayer article having stabilized zirconia outer layer and chemical barrier layer
EP1411210A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-21 ALSTOM Technology Ltd Method of depositing an oxidation and fatigue resistant MCrAIY-coating
KR100847082B1 (ko) 2002-10-31 2008-07-18 토소가부시키가이샤 도상돌기 수식부품 및 그 제조방법과 이를 이용한 장치
EP1422054A1 (de) * 2002-11-21 2004-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem für eine Verwenbdung in Gasturbinen
EP1437426A1 (de) * 2003-01-10 2004-07-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
ATE338150T1 (de) * 2003-06-26 2006-09-15 Alstom Technology Ltd Verfahren für das auftragen eines mehrschichtigen systems
EP1491658A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-29 ALSTOM Technology Ltd Method of applying a coating system
DE10332938B4 (de) * 2003-07-19 2016-12-29 General Electric Technology Gmbh Thermisch belastetes Bauteil einer Gasturbine
DE10357180A1 (de) * 2003-12-08 2005-06-30 Alstom Technology Ltd Verbundaufbau zwischen metallischen und nichtmetallischen Materialien
US20050238894A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Gorman Mark D Mixed metal oxide ceramic compositions for reduced conductivity thermal barrier coatings
EP1645653A1 (de) * 2004-10-07 2006-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Schichtsystem
US7378132B2 (en) * 2004-12-14 2008-05-27 Honeywell International, Inc. Method for applying environmental-resistant MCrAlY coatings on gas turbine components
US20060222776A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International, Inc. Environment-resistant platinum aluminide coatings, and methods of applying the same onto turbine components
DE102005050873B4 (de) * 2005-10-21 2020-08-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer segmentierten Beschichtung und nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil
EP1867749A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Aufbringen von Material auf ein Bauteil
US8303247B2 (en) * 2007-09-06 2012-11-06 United Technologies Corporation Blade outer air seal
US20100047526A1 (en) * 2008-08-19 2010-02-25 Merrill Gary B Subsurface inclusions of spheroids and methodology for strengthening a surface bond in a hybrid ceramic matrix composite structure
US20100047512A1 (en) * 2008-08-19 2010-02-25 Morrison Jay A Methodology and tooling arrangements for strengthening a surface bond in a hybrid ceramic matrix composite structure
US7704596B2 (en) 2008-09-23 2010-04-27 Siemens Energy, Inc. Subsurface inclusion of fugitive objects and methodology for strengthening a surface bond in a hybrid ceramic matrix composite structure
US8006740B2 (en) * 2008-10-08 2011-08-30 Synergen, Inc High performance brake rotor
US8360756B2 (en) * 2008-10-31 2013-01-29 Michael Brent Ford Valve rod guide with cyclonic debris removal
JP4981828B2 (ja) * 2009-02-06 2012-07-25 三菱重工業株式会社 Ｈｖｏｆ溶射コーティング層の形成方法及びタービン部材保持装置
JP5381384B2 (ja) * 2009-06-19 2014-01-08 日産自動車株式会社 溶射前処理形状及び溶射前処理方法並びに溶射前処理装置
DE102010060944B3 (de) * 2010-12-01 2012-04-05 Bbat Berlin Brandenburg Aerospace Technology Ag Wärmedämmende Auskleidung für eine Fluggasturbine
CN102127729B (zh) * 2011-02-18 2012-09-05 湖北工业大学 一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法
CN102401214B (zh) * 2011-07-15 2013-09-04 浙江天泉表面技术有限公司 一种隔热材料以及生产隔热材料的方法
DE102011085801A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bauelement und Turbomaschine mit einem Bauelement
RU2483137C1 (ru) * 2012-03-15 2013-05-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку
US9102015B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-11 Siemens Energy, Inc Method and apparatus for fabrication and repair of thermal barriers
RU2567764C2 (ru) * 2013-10-16 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "Трибоника" Способ высокоэнергетического плазменного напыления теплозащитного покрытия на лопатки турбин газотурбинного двигателя и оборудование для его реализации
US8939706B1 (en) 2014-02-25 2015-01-27 Siemens Energy, Inc. Turbine abradable layer with progressive wear zone having a frangible or pixelated nib surface
WO2015130528A1 (en) 2014-02-25 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Turbine component thermal barrier coating with crack isolating engineered surface features
US9243511B2 (en) 2014-02-25 2016-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Turbine abradable layer with zig zag groove pattern
US9151175B2 (en) 2014-02-25 2015-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Turbine abradable layer with progressive wear zone multi level ridge arrays
WO2016133987A2 (en) 2015-02-18 2016-08-25 Siemens Aktiengesellschaft Forming cooling passages in combustion turbine superalloy castings
CN104611693B (zh) * 2015-01-23 2017-08-01 华中科技大学 一种纳米颗粒增强的热障涂层的制备方法
WO2016133583A1 (en) 2015-02-18 2016-08-25 Siemens Aktiengesellschaft Turbine shroud with abradable layer having ridges with holes
CN104959617A (zh) * 2015-07-14 2015-10-07 上海胜桀精密机械科技有限公司 一种粉末冶金制备方法
RU2634864C1 (ru) * 2016-07-18 2017-11-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") Порошковый материал для газотермического напыления покрытий
CN107467110B (zh) * 2016-11-10 2023-06-13 徐巍 饸饹面机
US10718350B2 (en) * 2016-11-24 2020-07-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Fan blade with galvanic separator
RU2665647C2 (ru) * 2017-01-30 2018-09-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Способ плазменного напыления износостойких покрытий толщиной более 2мм
CN112342367B (zh) * 2020-10-15 2022-04-01 西安热工研究院有限公司 一种复合强化型盾构机刀圈及工艺方法
RU2763953C1 (ru) * 2021-03-11 2022-01-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Комбинированное защитное покрытие

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2248940A (en) * 1939-07-03 1941-07-15 Hans S Berg Bearing packer
DE1251127B (de) * 1959-04-08 1967-09-28 The de Havilland Aircraft Company Limited, Hatfield, Hertfordshire, Norton Grinding Wheel Company Limi ted, Welwyn Garden City, Hertfordshire (Großbritannien) Verfahren zum Überziehen eines metallischen oder nicht metallischen Korpers mit einer erosions bestandigen Schutzschicht durch Flammspritzen
DE1236345B (de) * 1960-04-27 1967-03-09 Bendix Corp Gleitkufe fuer Flugzeuge mit verschleissfester Oberflaeche
FR1379044A (fr) * 1963-10-09 1964-11-20 Desmarquest & Cie L Procédé de revêtement par projection à haute température d'oxydes réfractairessur la surface d'objets en matières organiques combustibles
CH522041A (de) * 1969-05-14 1972-04-30 Castolin Sa Verfahren zur Behandlung metallischer Oberflächen
DE2162699A1 (de) * 1971-12-17 1973-06-28 Daimler Benz Ag Verfahren zur erhoehung der haftfestigkeit von durch thermisches spritzen aufgebrachten schichten
JPS5223531A (en) * 1975-08-18 1977-02-22 Nissan Motor Abrasionnresistant sliding member and its production method
US4248940A (en) * 1977-06-30 1981-02-03 United Technologies Corporation Thermal barrier coating for nickel and cobalt base super alloys
SE7610298L (sv) * 1975-09-19 1977-03-20 Alloy Surfaces Co Inc Med ett skyddande metallskikt belagt alster av korroderbar metall samt forfarande for framstellning av detsamma
DE2910962C2 (de) * 1979-03-21 1981-07-02 Josef 4250 Bottrop Adam Verfahren zum Aufbringen einer matrixbildenden metallischen Schicht mit darin eingebettetem verschleißfestem Material auf einen Träger
US4273824A (en) * 1979-05-11 1981-06-16 United Technologies Corporation Ceramic faced structures and methods for manufacture thereof
US4564555A (en) * 1982-10-27 1986-01-14 Sermatech International Incorporated Coated part, coating therefor and method of forming same
US5180285A (en) * 1991-01-07 1993-01-19 Westinghouse Electric Corp. Corrosion resistant magnesium titanate coatings for gas turbines
FR2691658B1 (fr) * 1992-05-27 1994-07-22 Snecma Piece en superalliage comportant un apport et procede de realisation de l'apport.
DE4226272C1 (de) * 1992-08-08 1994-02-10 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur Behandlung von MCrAlZ-Schichten und mit dem Verfahren hergestellte Bauteile
DE4417384C1 (de) * 1994-05-18 1995-01-12 Hans Leistner Gmbh Suedd Metal Beschichtung für Flugkörper, insbesondere für die Vorderkante des Höhenleitwerkes von Flugzeugen und Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung

Also Published As

Publication number Publication date
PL317298A1 (en) 1997-06-09
EP0776985A1 (de) 1997-06-04
CZ290920B6 (cs) 2002-11-13
JP3983323B2 (ja) 2007-09-26
DE59608498D1 (de) 2002-01-31
ATE211185T1 (de) 2002-01-15
DE19545025A1 (de) 1997-06-05
JPH09176818A (ja) 1997-07-08
CN1160088A (zh) 1997-09-24
EP0776985B1 (de) 2001-12-19
UA42001C2 (uk) 2001-10-15
CN1161489C (zh) 2004-08-11
CZ346896A3 (en) 1997-08-13
PL181404B1 (pl) 2001-07-31
US5894053A (en) 1999-04-13
CA2188614A1 (en) 1997-06-03
CA2188614C (en) 2005-10-04
RU2209256C2 (ru) 2003-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL182552B1 (pl) Sposób nakładania na metalowe elementy konstrukcyjne metalicznej warstwy adhezyjnej pod natryskiwane cieplnie ceramiczne warstwy termoizolacyjne oraz metaliczna warstwa adhezyjna
KR100757603B1 (ko) 금속 기판에 환경에 대한 보호성을 제공하기 위한 피복시스템 및 이와 관련된 방법
EP1428908B1 (en) Thermal barrier coating protected by thermally glazed layer and method for preparing same
US7008674B2 (en) Thermal barrier coating protected by alumina and method for preparing same
TW422889B (en) Process for depositing a bond coat for a thermal barrier coating system
US7226668B2 (en) Thermal barrier coating containing reactive protective materials and method for preparing same
EP1165941B1 (en) High temperature erosion resistant, abradable thermal barrier composite coating
US7198860B2 (en) Ceramic tile insulation for gas turbine component
JP3579267B2 (ja) 遮熱コーティング系用ボンディングコートの緻密化及び粒子間結合の促進方法
US20080145643A1 (en) Thermal barrier coating
US7871716B2 (en) Damage tolerant gas turbine component
JPH0715141B2 (ja) 耐熱部品
CA1306146C (en) Refractory metal composite coated article
JP2004507620A (ja) タービン部品の断熱被覆層システム
US20040115410A1 (en) Thermal barrier coating protected by tantalum oxide and method for preparing same
EP0236520A1 (en) Ceramic-coated, heat-resisting member and process for preparing the same
EP3372790A1 (en) Component having a hybrid coating system and method for forming a component
JPS6028903B2 (ja) 金属材料の表面処理方法
JPH0610354B2 (ja) セラミツク被覆耐熱部材およびその製造方法
JPH0711416A (ja) 耐高温エロージョン性に優れた表面被覆構造

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20101202