RU2020117956A - Механически легированный материал для металлического газотермического покрытия и использующий его способ газотермического напыления - Google Patents

Механически легированный материал для металлического газотермического покрытия и использующий его способ газотермического напыления Download PDF

Info

Publication number
RU2020117956A
RU2020117956A RU2020117956A RU2020117956A RU2020117956A RU 2020117956 A RU2020117956 A RU 2020117956A RU 2020117956 A RU2020117956 A RU 2020117956A RU 2020117956 A RU2020117956 A RU 2020117956A RU 2020117956 A RU2020117956 A RU 2020117956A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
transition metal
amount
particles
powder
Prior art date
Application number
RU2020117956A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020117956A3 (ru
RU2774991C2 (ru
Inventor
Грегори ШИНДЕЛЬМАН
Скотт УИЛСОН
Original Assignee
ЭРЛИКОН МЕТКО (ЮЭс) ИНК.
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 ЭРЛИКОН МЕТКО (ЮЭс) ИНК. filed Critical ЭРЛИКОН МЕТКО (ЮЭс) ИНК.
Publication of RU2020117956A publication Critical patent/RU2020117956A/ru
Publication of RU2020117956A3 publication Critical patent/RU2020117956A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2774991C2 publication Critical patent/RU2774991C2/ru

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
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
    • B23K35/3613—Polymers, e.g. resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • 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
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
    • 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
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • 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
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/131—Wire arc spraying
    • 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
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/18—Non-metallic particles coated with metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B22F2007/042—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/041—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by mechanical alloying, e.g. blending, milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/05—Light metals
    • B22F2301/052—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/20—Refractory metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/009—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than turbine blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0812—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C22C1/0416—Aluminium-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
    • C22C1/0441—Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/007—Preventing corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/12—Light metals
    • F05D2300/121—Aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/13—Refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W
    • F05D2300/131—Molybdenum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/13—Refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W
    • F05D2300/132—Chromium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Claims (112)

1. Газотермическое покрытие, выполненное из алюминийсодержащих частиц, механически сплавленных с переходным металлом - молибденом (Mo) или хромом (Cr), или комбинацией Mo и Cr, включающее участки алюминия или алюминиевого сплава, сплавленные с переходным металлом.
2. Покрытие по п. 1, в котором каждая из алюминийсодержащих частиц содержит ядро из алюминия или алюминиевого сплава, окруженное переходным металлом, механически сплавленным с упомянутым ядром.
3. Покрытие по п. 1, причем газотермическое покрытие выполнено из:
органического материала, шихтованного или смешанного с алюминийсодержащими частицами или покрытого ими; или
твердой смазки, шихтованной или смешанной с алюминийсодержащими частицами или покрытой ими.
4. Покрытие по п. 1, в котором алюминийсодержащие частицы содержат ядро из чистого алюминия.
5. Покрытие по п. 1, в котором алюминийсодержащие частицы содержат ядро из алюминиевого сплава.
6. Покрытие по п. 1, в котором переходный металл является исключительно молибденом.
7. Покрытие по п. 1, в котором переходный металл является исключительно хромом.
8. Покрытие по п. 1, в котором переходный металл является исключительно смесью молибдена и хрома.
9. Покрытие по п. 1, в котором механически сплавленный переходный металл имеет размер частиц, который является одним из:
менее 50 мкм при измерении классификатором Fisher Model 95 Sub-Sieve Sizer (FSSS); или
менее 10 мкм (при измерении FSSS).
10. Порошковый материал для газотермического покрытия, включающий алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) или хромом (Cr), или комбинацией Mo и Cr.
11. Материал по п. 10, в котором каждая из алюминийсодержащих частиц содержит ядро из алюминия или алюминиевого сплава, окруженное переходным металлом, механически сплавленным с упомянутым ядром.
12. Материал по п. 10, в котором порошок для газотермического напыления содержит органический материал или твердую смазку, шихтованные или смешанные с алюминийсодержащими частицами или покрытые ими.
13. Материал по п. 10, в котором алюминийсодержащие частицы содержат ядро из чистого алюминия.
14. Материал по п. 10, в котором алюминийсодержащие частицы содержат ядро из алюминиевого сплава.
15. Материал по п. 10, в котором переходный металл является исключительно молибденом.
16. Материал по п. 10, в котором переходный металл является исключительно хромом.
17. Материал по п. 10, в котором переходный металл является исключительно смесью молибдена и хрома.
18. Материал по п. 10, в котором механически сплавленный переходный металл имеет размер частиц, который является одним из:
менее 1 мкм;
между 1 мкм и 10 мкм; или
менее 10 мкм.
19. Материал по п. 10, в котором алюминийсодержащие частицы:
шихтованы с 20-70 массовыми процентами органического материала; или
покрыты 20-70 массовыми процентами органического материала.
20. Материал по п. 19, в котором алюминийсодержащие частицы:
шихтованы с 30-50 массовыми процентами органического материала; или
покрыты 30-50 массовыми процентами органического материала.
21. Материал по п. 19, в котором органический материал является одним из:
ароматического сложного полиэфира;
жидкокристаллического сложного полиэфира; или
метилметакрилата.
22. Материал по п. 19, в котором органический материал представляет собой полимер.
23. Материал по п. 10, в котором алюминийсодержащие частицы:
шихтованы с 5-50 массовыми процентами твердой смазки; или
покрыты 5-50 массовыми процентами твердой смазки.
24. Материал по п. 10, в котором алюминийсодержащие частицы:
шихтованы с 15-25 массовыми процентами твердой смазки; или
покрыты 15-25 массовыми процентами твердой смазки.
25. Материал по пп. 23 или 24, в котором твердая смазка является одним из:
гексагонального нитрида бора; или
фторида кальция.
26. Способ покрывания подложки порошковым материалом для газотермического покрытия по п. 10, включающий:
газотермическое напыление порошкового материала на подложку,
причем газотермическое напыление включает:
плазменное напыление;
высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF);
напыление при сжигании; или
электродуговое проволочное напыление.
27. Способ получения порошкового материала для газотермического покрытия по п. 10, включающий:
механическое сплавление переходного металла с алюминийсодержащими частицами порошка, причем переходный металл представляет собой молибден, хром или как Mo, так и Cr.
28. Способ по п. 27, в котором механически сплавленный переходный металл имеет размер частиц, который является одним из:
менее 50 мкм (при измерении FSSS); или
менее 10 мкм (при измерении FSSS).
29. Способ по п. 27, дополнительно включающий шихтование алюминийсодержащих частиц порошка с органическим материалом или покрывание алюминийсодержащих частиц порошка органическим материалом.
30. Способ по п. 27, дополнительно включающий шихтование частиц порошка с одним из или покрывание частиц порошка одним из:
сложного полиэфира, такого как жидкокристаллический сложный полиэфир; или
полимера, такого как метилметакрилат.
31. Способ по п. 27, дополнительно включающий шихтование или смешивание частиц порошка с твердой смазкой.
32. Способ по п. 27, в котором механическое сплавление использует:
размалывание истиранием;
шаровое размалывание при заданных атмосферных условиях;
шаровое размалывание в среде инертного газа;
криоразмалывание при заданных атмосферных условиях; и
криоразмалывание в среде инертного газа.
33. Газотермически напыляемый порошковый материал, содержащий сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающий участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr, причем порошок содержит композицию из:
сложного полиэфира в количестве 40 массовых процентов;
Mo в количестве 0,5 массового процента;
Cr в количестве 0,5 массового процента;
кремния (Si) в количестве 12 массовых процентов; и
остальное – алюминий (Al).
34. Газотермически напыляемый порошковый материал, содержащий сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающий участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr, причем порошок содержит композицию из:
сложного полиэфира в количестве 40 массовых процентов;
Mo в количестве 1 массового процента;
Cr в количестве 1 массового процента;
кремния (Si) в количестве 12 массовых процентов; и
остальное – алюминий (Al).
35. Газотермически напыляемый порошковый материал, содержащий сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающий участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr, в котором порошок содержит композицию из:
сложного полиэфира в количестве 40 массовых процентов;
Mo в количестве 2 массовых процентов;
Cr в количестве 2 массовых процентов;
кремния (Si) в количестве 12 массовых процентов; и
остальное – алюминий (Al).
36. Газотермически напыляемый порошковый материал, содержащий сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающий участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr, причем порошок содержит композицию из:
сложного полиэфира в количестве 40 массовых процентов;
Mo в количестве 5 массовых процентов;
Cr в количестве 5 массовых процентов;
кремния (Si) в количестве 12 массовых процентов; и
остальное – алюминий (Al).
37. Газотермически напыляемый порошковый материал, содержащий сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающий участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr, причем порошок содержит композицию из:
сложного полиэфира в количестве 40 массовых процентов;
Mo в количестве 10 массовых процентов;
кремния (Si) в количестве 12 массовых процентов; и
остальное – алюминий (Al).
38. Газотермическое истираемое покрытие, выполненное из порошкового материала газотермического напыления, содержащего сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающее участки алюминиевого сплава, сплавленные с Mo и Cr.
39. Покрытие по п. 38, в котором каждая из алюминийсодержащих частиц содержит ядро из алюминия или алюминиевого сплава, окруженное переходным металлом.
40. Газотермическое истираемое покрытие, выполненное из порошкового материала газотермического напыления, содержащего сложный полиэфир и алюминийсодержащие частицы, механически сплавленные с переходным металлом - молибденом (Mo) и хромом (Cr), включающее участки алюминиевого сплава, сплавленные с переходным металлом, нанесенное на компонент двигателя.
41. Покрытие по п. 40, в котором компонент двигателя является по меньшей мере одним из:
лопатки турбины;
поршневого кольца;
кожуха двигателя;
гильзы цилиндра двигателя;
блока цилиндров двигателя; или
подшипника.
42. Порошок для газотермического напыления, включающий смесь или шихту:
первых частиц полимера; и
вторых частиц, содержащих металл и кремний,
причем вторые частицы имеют переходный металл, механически сплавленный с наружной поверхностью упомянутых вторых частиц, и упомянутый переходный металл включает молибден (Mo), хром (Cr) или как Mo, так и Cr.
43. Порошок для газотермического напыления по п. 42, в котором вторые частицы составляют большую массовую процентную долю, чем первые частицы.
RU2020117956A 2017-12-15 2018-12-13 Механически легированный материал для металлического газотермического покрытия и использующий его способ газотермического напыления RU2774991C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762599409P 2017-12-15 2017-12-15
US62/599,409 2017-12-15
PCT/US2018/065424 WO2019118708A1 (en) 2017-12-15 2018-12-13 Mechanically alloyed metallic thermal spray coating material and thermal spray coating method utilizing the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020117956A true RU2020117956A (ru) 2022-01-17
RU2020117956A3 RU2020117956A3 (ru) 2022-02-03
RU2774991C2 RU2774991C2 (ru) 2022-06-27

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020117956A3 (ru) 2022-02-03
WO2019118708A1 (en) 2019-06-20
JP7377201B2 (ja) 2023-11-09
CN111757947A (zh) 2020-10-09
CN111757947B (zh) 2023-02-03
EP3724366A1 (en) 2020-10-21
CA3080622A1 (en) 2019-06-20
EP3724366A4 (en) 2021-05-12
JP2021507089A (ja) 2021-02-22
US20210180173A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hou et al. Effect of alumina dispersion on oxidation behavior as well as friction and wear behavior of HVOF-sprayed CoCrAlYTaCSi coating at elevated temperature up to 1000° C
Tian et al. An effective approach for creating metallurgical self-bonding in plasma-spraying of NiCr-Mo coating by designing shell-core-structured powders
US9926794B2 (en) Turbine blade tip treatment for industrial gas turbines
Di Girolamo et al. Microstructure and mechanical properties of plasma sprayed alumina-based coatings
US9664281B2 (en) Piston ring sprayed coating, piston ring, and method for producing piston ring sprayed coating
WO2003059529A1 (en) High temperature spray dried composite abradable powder for combustion spraying and abradable barrier coating produced using same
Hao et al. NiCoCrAlYTa coatings on nickel-base superalloy substrate: Deposition by high velocity oxy-fuel spraying as well as investigation of mechanical properties and wear resistance in relation to heat-treatment duration
Chen et al. Microstructure and properties of HVOF-sprayed NiCrAlY coatings modified by rare earth
Sun et al. Mechanical properties and thermal shock resistance of HVOF sprayed NiCrAlY coatings without and with nano ceria
Bolelli et al. Performance of wear resistant MCrAlY coatings with oxide dispersion strengthening
Sadeghi-Fadaki et al. The adhesion strength and indentation toughness of plasma-sprayed yttria stabilized zirconia coatings
Wang et al. Flattening and solidification behavior of in-flight droplets in plasma spraying and micro/macro-bonding mechanisms
Hwang et al. Correlation of microstructure and wear resistance of molybdenum blend coatings fabricated by atmospheric plasma spraying
JP5668063B2 (ja) 溶射被膜を有する摺動部材およびその製造方法
Sharma et al. Development and characterization of high-velocity flame sprayed Ni/TiO 2/Al 2 O 3 coatings on hydro turbine steel
Zou et al. Tribological property of plasma-sprayed Al2O3-13wt% TiO2 coatings onto resin-based composites
Abbas et al. Effect of plasma spray distance on the features and hardness reliability of YSZ thermal barrier coating
Amokrane et al. Microstructural and mechanical properties of Ni-base thermal spray coatings deposited by flame spraying
Michalak et al. Effect of TiO₂ on the microstructure and phase composition of Al₂O₃ and Al₂O₃–TiO₂ APS sprayed coatings
Hwang et al. Effects of blending elements on wear resistance of plasma-sprayed molybdenum blend coatings used for automotive synchronizer rings
Mahesh et al. Oxidation behavior of HVOF sprayed Ni–5Al coatings deposited on Ni-and Fe-based superalloys under cyclic condition
Fiedler et al. Development of a CuNiCrAl bond coat for thermal barrier coatings in rocket combustion chambers
RU2020117956A (ru) Механически легированный материал для металлического газотермического покрытия и использующий его способ газотермического напыления
Abbas et al. Enhancement of the hardness and wear-resistance of aluminum-silicon alloy using atmospheric plasma-sprayed ZrO2, Al2O3-ZrO2 multilayer, and Al2O3/ZrO2 composite coatings
US10301713B2 (en) Thermal spray powder, method of forming abradable thermal spray coating using the same, and abradable thermal spray coating