RU2276699C2 - Формирование на металлической подложке алюминидного покрытия, содержащего реакционноспособный элемент - Google Patents

Формирование на металлической подложке алюминидного покрытия, содержащего реакционноспособный элемент Download PDF

Info

Publication number
RU2276699C2
RU2276699C2 RU2001124268/02A RU2001124268A RU2276699C2 RU 2276699 C2 RU2276699 C2 RU 2276699C2 RU 2001124268/02 A RU2001124268/02 A RU 2001124268/02A RU 2001124268 A RU2001124268 A RU 2001124268A RU 2276699 C2 RU2276699 C2 RU 2276699C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
reactive element
oxide
metal substrate
aluminide
Prior art date
Application number
RU2001124268/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001124268A (ru
Inventor
Ян ЖАСЛЬЕ (FR)
Ян ЖАСЛЬЕ
Алан МАРТИНЕС (FR)
Алан МАРТИНЕС
ЭТУНДИ Мари-Кристин НЦАМА (FR)
ЭТУНДИ Мари-Кристин НЦАМА
Гийом ОБЕРЛЕНДЕР (FR)
Гийом ОБЕРЛЕНДЕР
Original Assignee
Снекма Моторс
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 Снекма Моторс filed Critical Снекма Моторс
Publication of RU2001124268A publication Critical patent/RU2001124268A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2276699C2 publication Critical patent/RU2276699C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/52Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in one step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/02Pretreatment of the material to be coated
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12528Semiconductor component

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к формированию на металлической подложке защитного покрытия типа алюминидного, содержащего, по меньшей мере, один реакционноспособный элемент. Изобретение может быть использовано для изготовления или ремонта металлических изделий, которые эксплуатируются при воздействии повышенных температур и окисляющей среды. Способ включает нанесение на металлическую подложку, по меньшей мере, одного оксида реакционноспособного элемента, последующее нанесение алюминийсодержащего компонента. Затем проводят термообработку с обеспечением реакции компонентов между собой и дисперсии реакционноспособного элемента внутри образованного покрытия. В качестве реакционноспособного элемента используют элемент, выбранный из группы: цирконий, иттрий, гафний или лантаноид. Предложена также металлическая подложка, снабженная защитным покрытием типа алюминидного, которое наносят в соответствии с предложенным способом. Техническим результатом изобретения является создание способа, позволяющего простым и экономичным путем формировать на металлической подложке покрытие для защиты деталей от коррозии и окисления при повышенных температурах. 2 н. и 12 з.п. ф-лы.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к формированию на металлической подложке защитного покрытия типа алюминидного, содержащего, по меньшей мере, один реакционноспособный элемент (РСЭ).
Областью применения изобретения является изготовление или ремонт металлических изделий, которые должны быть снабжены защитным покрытием, так как при эксплуатации они подвергаются воздействию повышенных температур и окисляющей среды.
Изобретение применимо, в частности, но не исключительно, к деталям газовых турбин, и в особенности к деталям горячих частей турбореактивных двигателей.
Уровень техники
Для оптимизации работы газовых турбин, в частности газовых турбин турбореактивных двигателей, стремятся сделать их способными к функционированию при максимально возможных высоких температурах.
Открытые для воздействия таких температур детали обычно изготовлены из жаростойких металлических сплавов или суперсплавов на основе никеля или кобальта.
Для улучшения их стойкости при повышенных температурах, в частности стойкости к коррозии и окислению, известен способ формирования защитного покрытия на металлической подложке из суперсплава.
Среди материалов такого защитного покрытия в настоящее время широко применяются покрытия типа алюминидных, которые позволяют создать на их поверхности защитную пленку из оксида алюминия.
Алюминирование способом диффузионного насыщения является наиболее часто используемой технологией формирования покрытий типа алюминидных. Эта технология в общем случае заключается в том, что металлическую подложку помещают в закрытую форму, содержащую специальную среду, и подвергают всю форму воздействию температуры, которая обычно составляет от 900 до 1150°С.
Покрытия типа алюминидных могут использоваться в качестве единственного покрытия или в сочетании с наружным покрытием, образующим тепловой барьер, таким как керамическое покрытие. В последнем случае покрытие типа алюминидного является связующим слоем между подложкой и наружным покрытием, при этом присутствие пленки оксида алюминия, образующей адгезионный слой, способствует сцеплению с наружным покрытием.
Для увеличения срока службы алюминида в качестве генератора пленки оксида алюминия и ограничения ее разрушения путем отслаивания известен прием включения в покрытие типа алюминидного, по меньшей мере, одного реакционноспособного элемента (РСЭ), который обычно выбирают из группы, содержащей цирконий, иттрий, гафний и лантаноиды.
Такой РСЭ усиливает действие барьера диффузии по отношению к элементам металлической подложки, которые могут воздействовать на пленку оксида алюминия, и за счет этого способствует ее целостности и долговечности. Присутствие РСЭ проявляется в снижении скорости окисления металлической подложки и в предотвращении крайне нежелательного выделения серы на поверхности границы с наружным керамическим покрытием.
Известны различные способы формирования содержащего РСЭ покрытия типа алюминидного.
Известный способ первого типа состоит в том, что РСЭ сплавляют или связывают отдельно с одним или несколькими компонентами покрытия, а затем покрытие формируют посредством физического осаждения на металлическую подложку.
Так, например, можно сослаться на патент США №4055705, в котором описано формирование связующего слоя посредством плазменного напыления, обжига или другой физической технологии осаждения NiCrAlY.
Можно также сослаться на патентный документ Франции №9615257, в котором описано осаждение на металлическую подложку порошка сплава MCrAlY (где М представляет собой Ni и/или Со, и/или Fe) способом электрофореза или путем окраски со связующим веществом, которое разрушается при тепловом воздействии или является летучим. Вслед за этим перед термической обработкой и, при необходимости, алюминированием производят электролитическое осаждение сплава, содержащего металл группы платины.
Можно далее сослаться на патент США №5824423, согласно которому предусмотрено первоначальное осаждение РСЭ на металлическую подложку посредством физического осаждения из газовой фазы с последующим алюминированием. В документе указано предпочтительное формирование связующего слоя посредством плазменного напыления предварительно сплавленного порошка MAlY (где М представляет Ni и/или Со, и/или Fe).
Известные способы этого типа требуют дополнительного этапа добавления РСЭ в сплав, что может привести к значительным затратам.
В патентных документах СССР №№1527320 и 541896 описано нанесение на поверхность металлической подложки суспензии, содержащей порошок алюминия и циркония и связующего вещества, такого как раствор лака, для получения защитного покрытия после сушки и термообработки.
Однако операции с такими элементами, как цирконий в несвязной форме, требуют большой осторожности из-за высокого риска его спонтанной реакции с воздухом.
Известные способы второго типа заключаются в формировании содержащего РСЭ алюминиевого покрытия посредством химического осаждения из газовой фазы. В патенте США №5503874 описан способ поочередного нанесения слоя алюминия и слоя оксида металла, такого как оксид иттрия, циркония, хрома или гафния, из металлоорганических предшественников. Термообработка обеспечивает восстановление оксида посредством алюминия. Можно привести в качестве примера также патент США №5989733, в котором описано формирование покрытия посредством химического осаждения из газовой фазы элементов Al, Si, Hf и, в случае необходимости, Zr или другого РСЭ, с предшествующим или последующим электрическим осаждением Pt для получения измененного алюминида никеля.
Эти известные способы требуют использования установки для химического осаждения из газовой фазы, что связано с высокими первоначальными и эксплуатационными затратами.
В известных способах третьего типа используется технология алюминирования, но с ее модификацией посредством включения РСЭ в диффузионную среду. Так, в патентном документе Франции №2511396 предложено использование диффузионной среды, содержащей алюминий, алюминиевый сплав, активирующую соль и РСЭ.
Наиболее близкими аналогами способа и металлической подложки по изобретению являются способ формирования на металлической подложке защитного покрытия типа алюминидного, включающий нанесение на металлическую подложку оксида реакционноспособного элемента (окиси циркония) в виде порошка и алюминия, и металлическая подложка, снабженная защитным покрытием, полученным указанным способом (Ляхович Л.С. (ред.) Многокомпонентные диффузные покрытия. Минск, "Наука и техника", 1974, с.148-150). Известный способ, предусматривающий одновременное нанесение окиси циркония и алюминия, не обеспечивает требуемую гибкость, что затрудняет получение защитного покрытия с конкретными требуемыми свойствами, в частности оптимизацию соотношения между массой расходуемого РСЭ и степенью легирования покрытия.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа, позволяющего простым и экономичным путем формировать на металлической подложке покрытие типа алюминидного, содержащего, по меньшей мере, один РСЭ.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в способе, содержащем следующие этапы:
указанный РСЭ наносят на поверхность металлической подложки в виде порошка, по меньшей мере, одного оксида РСЭ до нанесения алюминийсодержащего компонента; при этом в качестве реакционноспособного элемента используют элемент, выбранный из группы: цирконий, иттрий, гафний или лантаноид;
затем формируют покрытие типа алюминидного, проводя термообработку с обеспечением реакции компонентов между собой и дисперсии реакционноспособного элемента внутри образованного покрытия.
Нанесение РСЭ в виде порошка оксида РСЭ позволяет избежать трудностей выполнения операций с порошком РСЭ.
Нанесение РСЭ на поверхность металлической подложки может осуществляться посредством обмазки, содержащей порошок оксида реакционноспособного элемента в смеси с жидкостью или распылением (набрызгиванием) такого состава, или же посредством распыления порошка для его инкрустации на поверхность, а также посредством электрофореза.
Способ в соответствии с изобретением имеет ту выгодную особенность, что, несмотря на нанесение РСЭ в порошкообразном состоянии, получают покрытие типа алюминидного, которое имеет микроструктуру и эффективность, сопоставимые с характеристиками аналогичных покрытий, получаемых посредством известных способов. В то же время сам технологический процесс способа имеет важные преимущества.
Прежде всего осуществление способа не требует применения дорогостоящего в изготовлении и эксплуатации оборудования.
Кроме того, РСЭ проникает вплотную к металлической подложке, что оптимизирует соотношение между массой затраченного РСЭ и степенью легирования получаемого покрытия.
При этом можно точно контролировать расход подаваемого РСЭ, причем в очень широком диапазоне.
В дополнение к этому способ позволяет формировать покрытие типа алюминидного на локализованных зонах поверхности металлической подложки, например, в целях ремонта защитного покрытия подложки. Такое формирование не было возможно в известных способах с подачей РСЭ из газовой фазы или при включении РСЭ в диффузионную среду.
Покрытие типа алюминидного может быть сформировано посредством алюминирования после нанесения РСЭ на поверхность подложки, например, путем диффузного алюминирования. При этом не требуется никакой модификации известного процесса алюминирования, за исключением его продолжительности (в некоторых случаях), что является еще одним преимуществом способа по изобретению.
В варианте осуществления способа можно формировать покрытие типа алюминидного посредством осаждения компонентов покрытия после нанесения РСЭ на поверхность подложки и последующей термообработки для того, чтобы вызвать реакцию компонентов между собой.
В другом варианте на поверхность металлической подложки дополнительно наносят, по меньшей мере, алюминий в порошкообразном состоянии и формируют покрытие типа алюминидного посредством термообработки. РСЭ и алюминий могут подаваться на поверхность подложки посредством обмазки или распыления жидкого состава. При этом обмазку или распыление в оптимальном варианте проводят в несколько слоев с наложением их один на другой для получения толщины в функции желаемой толщины покрытия типа алюминидного.
Согласно еще одному варианту изобретения после или до нанесения порошка оксида РСЭ на поверхность подложки дополнительно наносят, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, содержащей платину, палладий, родий и рутений.
Покрытие типа алюминидного, сформированное способом по изобретению, может использоваться в качестве единственного или в качестве подстилающего слоя для теплового барьера. В этом случае после термообработки формируют наружное покрытие из керамики, которое закрепляется на пленке оксида алюминия, образующейся на пограничной поверхности между покрытием типа алюминидного и наружным керамическим покрытием.
Предметом изобретения являются также металлические подложки, а именно детали газовой турбины, которые изготовлены из суперсплава и снабжены защитными покрытиями типа алюминидных, полученными с использованием оксида РСЭ в виде порошка и алюминийсодержащего компонента. Согласно изобретению эти покрытия получают указанным выше способом.
Ниже будут подробнее описаны примеры осуществления настоящего изобретения, которые носят иллюстративный характер и не являются ограничивающими.
Осуществление изобретения
Способ в соответствии с изобретением предназначен, в частности, но не исключительно, для формирования защитных покрытий типа алюминидных на подложках из металла или суперсплава, а именно суперсплава на основе никеля или кобальта. Такими металлическими подложками являются детали газовых турбин, и в особенности детали турбореактивных двигателей.
Согласно отличительной особенности изобретения, по меньшей мере, один РСЭ, который должен присутствовать в покрытии типа алюминидного, наносят на поверхность подложки в виде порошка оксида РСЭ предварительно перед формированием покрытия.
РСЭ выбирают предпочтительно из таких элементов как цирконий, иттрий, гафний и лантаноиды.
Нанесение РСЭ в виде порошка оксида позволяет избежать трудностей операций с этими РСЭ в условиях контакта с воздухом.
Для нанесения порошка оксида на поверхность подложки могут использоваться различные простые технологические способы.
Первая технология заключается в приготовлении состава, содержащего порошок и жидкость, и в обмазке этим составом поверхности металлической подложки или выбранной части этой поверхности. В качестве жидкости может использоваться, например, смола в известных случаях с добавлением растворителя. Эта жидкость в известных случаях после полимеризации смолы позволяет закрепить порошок на поверхности. Обмазку можно производить известным образом с помощью кисти.
В другом варианте осуществления содержащий порошок и жидкость состав может наноситься на поверхность или выбранную часть поверхности путем набрызгивания или распыления.
Другая применимая технология заключается в распылении одного порошка на поверхность или выбранную часть поверхности подложки. Распыление производят путем сообщения частицам порошка достаточной энергии для их инкрустирования на поверхности подложки.
Еще одна возможная технология состоит в осаждении порошка на поверхность подложки способом электрофореза. Эта технология сама по себе известна, ее краткое описание дано в упомянутом выше патентном документе Франции №9615257.
Следует отметить, что перед нанесением порошка оксида на поверхность подложки может потребоваться первоначальный этап способа, который состоит в формировании на поверхности подложки покрытия из драгоценного металла, выбранного среди таких металлов, как платина, палладий, родий и рутений. Такое металлическое покрытие может быть выполнено известным образом посредством катодного напыления или электролитического осаждения, при этом часто выполняется последующий этап диффузионной термообработки. В одном из вариантов осуществления такое покрытие металлом из группы платины может производиться после нанесения порошка оксида РСЭ на поверхность подложки.
Следующий этап способа заключается в формировании покрытия типа алюминидного.
В оптимальном примере осуществления используют классический способ алюминирования методом диффузионного насыщения, обычно называемым алитированием.
Алитирование в комплексе с контактом между средой диффузионного насыщения (далее - диффузионной средой) и подложкой заключается в погружении подложки в диффузионную среду, которая содержит (i) сплав алюминия, в общем случае сплав хром-алюминий, (ii) инертный компонент, такой как оксид алюминия, для предотвращения спекания, и (iii) галогенизированный активатор (например, NH4Cl, NH4F, AlF3, NaF, NaCl,...) и допускает передачу осаждаемого металла между диффузионной средой и подложкой. Весь модуль подвергают в печи воздействию температуры, которая составляет, например, от 900 до 1150°С.
Алитирование можно производить также без контакта с подложкой, при этом диффузионную среду помещают в печь отдельно. В этом последнем случае галогенизированный активатор может быть включен в состав диффузионной среды или подан в печь отдельно.
В процессе алюминирования оксид РСЭ, предварительно нанесенный на поверхность подложки, может быть восстановлен, по меньшей мере, частично. Если оксид рассеян в смоле, она быстро разлагается галогенидами, которые формируются активатором и теплом.
Между галогенидами, диффузионной средой, оксидом РСЭ и металлическим сплавом подложки происходят термохимические реакции, которые создают возможность формирования алюминидного покрытия и дисперсии РСЭ внутри сформированного алюминидного покрытия. На подложке из суперсплава на основе никеля получают алюминид никеля, содержащий РСЭ.
Для формирования покрытия типа алюминидного могут использоваться другие способы кроме алитирования. Так, например, можно нанести на подложку компоненты желаемого покрытия посредством способов физического осаждения из газовой фазы, такие как катодное или плазменное напыление, или же способов химического осаждения из газовой фазы с использованием газовых предшественников. Эти способы известны сами по себе. В качестве примера можно привести патентные документы Великобритании №2005729, США №5741604 и 5494704. Нанесение компонентов может производиться послойно с поочередным наложением слоев. Термообработка позволяет получить желаемый алюминид с возможным восстановлением оксида, предварительно нанесенного на поверхность подложки, и дисперсией в покрытии освобожденного РСЭ.
Согласно еще одному варианту осуществления производят совместное осаждение порошка РСЭ и порошка алюминия на поверхность металлической подложки. Осаждение может выполняться способом обмазки или нанесения состава, содержащего порошок оксида, порошок алюминия и неорганическое или органическое связующее вещество, такое как смола, при необходимости растворенная в растворителе. В зависимости от заданной толщины покрытия накладывают один на другой несколько последовательных слоев. Затем выполняют термообработку при температуре, предпочтительно составляющей от 800 до 1100°С, что обеспечивает формирование алюминида посредством диффузии от металлической подложки и дисперсию РСЭ в покрытии.
Металлическая подложка может использоваться с одним покрытием из алюминида, образующим покрытие для защиты от коррозии и окисления при повышенных температурах.
Можно также добавить наружное покрытие из керамики, например из двуоксида циркония, оксида иттрия или двуоксида соединения циркония с иттрием. Это наружное покрытие, получаемое способом физического осаждения, таким как, например, катодное напыление, термическое нанесение, испарение под действием электронного луча, образует тепловой барьер. Промежуточное покрытие типа алюминидного в этом случае выполняет функцию связующего слоя, которое за счет образующейся на его поверхности пленки из оксида алюминия обеспечивает закрепление наружного керамического покрытия.
Ниже приведены примеры осуществления способа, являющиеся иллюстративными, но не ограничивающими.
Пример 1
На металлической подложке из суперсплава на основе никеля формировали покрытие из алюминида никеля, легированного цирконием, следующим образом. Порошок двуоксида циркония со средним гранулометрическим составом, соответствующим 14 мкм, смешивали с жидкой акриловой смолой в соотношении по массе 1 часть порошка на 8 частей смолы. Смесь наносили на подложку способом обмазки кистью, а затем смола полимеризировалась под действием ультрафиолетового излучения.
Далее проводили алюминирование посредством бесконтактного алитирования, помещая подложку в печь в присутствии диффузионной среды и активатора. Состав диффузионной среды по массе соответствовал 30% алюминия и 70% хрома, в качестве активатора использовали NH4Cl. Алюминирование проводили при температуре примерно 1100°С в течение около 4 ч 30 мин. Акриловая смола быстро разлагалась под действием образующихся галогенидов и тепла, в то время как двуоксид циркония восстанавливался.
В результате была получена подложка из суперсплава на основе никеля с покрытием из алюминида никеля, содержащего по массе 0,9% циркония.
Пример 2
Металлическую подложку из суперсплава на основе никеля подвергали пескоструйной обработке порошком двуоксида циркония, идентичным использованному в примере 1. Пескоструйная обработка обеспечила инкрустацию двуоксида циркония и осаждение его частиц на поверхности подложки.
Далее проводили алюминирование посредством бесконтактного диффузионного насыщения аналогично примеру 1. Полученный алюминид никеля содержал цирконий в количестве нескольких сотен частей на миллион, а также тонкую дисперсию частиц оксида алюминия с гранулометрическим составом меньше 1 мкм.
Пример 3
Металлическую подложку из суперсплава на основе никеля покрывали несколькими слоями алюминизирующей краски. Краска представляла собой дисперсию в неорганическом связующем веществе смеси порошка двуоксида циркония, порошка алюминия и порошка кремния в соотношении по массе соответственно 8, 82 и 10%. Слои формировали распылением краски с последовательным осаждением и промежуточными циклами воздушной сушки, которую проводили способом горячей сушки при температуре 90°С в течение 30 мин. Число слоев выбирали в зависимости от желаемой толщины покрытия из алюминида.
Далее металлическую подложку помещали в печь для термообработки при температуре 1100°С в нейтральной атмосфере (аргоне). Посредством диффузии получено покрытие из алюминида никеля с рассеянным в нем цирконием.
Как уже было указано, осаждение оксида РСЭ посредством обмазки или напыления имеет преимущество в том, что оно позволяет формировать покрытие только части поверхности металлической подложки. При этом выбирают критические части подложки, наиболее подверженные воздействию, или же части подложки, которые требуют ремонта или восстановления покрытия типа алюминидного, а в отдельных случаях и наружного керамического покрытия.
В описанных выше примерах производили нанесение порошка двуоксида циркония, однако способ может выполняться аналогичным образом при нанесении порошка оксида иттрия или порошка оксида гафния, порошка оксида лантаноида или смеси двух либо нескольких из этих порошков.

Claims (14)

1. Способ формирования на металлической подложке защитного покрытия типа алюминидного, включающий нанесение на металлическую подложку оксида реакционноспособного элемента в виде порошка и алюминийсодержащего компонента, отличающийся тем, что нанесение алюминийсодержащего компонента проводят после нанесения на поверхность металлической подложки, по меньшей мере, одного оксида реакционноспособного элемента, затем проводят термообработку с обеспечением реакции компонентов между собой и дисперсии реакционноспособного элемента внутри образованного покрытия, при этом в качестве реакционноспособного элемента используют элемент, выбранный из группы: цирконий, иттрий, гафний или лантаноид.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение оксида реакционноспособного элемента на поверхность металлической подложки выполняют посредством обмазки, содержащей порошок оксида реакционноспособного элемента.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение оксида реакционноспособного элемента на поверхность металлической подложки выполняют посредством распыления или набрызгивания на эту поверхность состава, содержащего порошок в жидкой среде.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение оксида реакционноспособного элемента на поверхность металлической подложки выполняют путем распыления порошка для его инкрустации на указанную поверхность.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение оксида реакционноспособного элемента на поверхность металлической подложки выполняют посредством электрофореза.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что алюминийсодержащие компоненты наносят путем диффузионного алюминирования.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением порошка оксида реакционноспособного элемента дополнительно наносят по меньшей мере один металл, выбранный из группы, содержащей платину, палладий, родий и рутений.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после или до нанесения порошка оксида реакционноспособного элемента дополнительно наносят, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, содержащей платину, палладий, родий или рутений.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что после термообработки формируют наружное покрытие из керамики.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что покрытие типа алюминидного формируют на локализованных зонах поверхности металлической подложки для ремонта защитного покрытия подложки.
11. Металлическая подложка, снабженная защитным покрытием типа алюминидного, полученным с использованием оксида реакционноспособного элемента в виде порошка и алюминийсодержащего компонента, отличающаяся тем, что покрытие типа алюминидного получено способом по любому из пп.1-10.
12. Металлическая подложка по п.11, отличающаяся тем, что она снабжена наружным покрытием из керамики.
13. Металлическая подложка по п.11, отличающаяся тем, что покрытие типа алюминидного дополнительно содержит, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, содержащей платину, палладий, родий и рутений.
14. Металлическая подложка по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена из суперсплава и представляет собой деталь газовой турбины.
RU2001124268/02A 2000-08-28 2001-08-24 Формирование на металлической подложке алюминидного покрытия, содержащего реакционноспособный элемент RU2276699C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0011000 2000-08-28
FR0011000A FR2813318B1 (fr) 2000-08-28 2000-08-28 Formation d'un revetement aluminiure incorporant un element reactif, sur un substrat metallique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001124268A RU2001124268A (ru) 2003-09-27
RU2276699C2 true RU2276699C2 (ru) 2006-05-20

Family

ID=8853769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124268/02A RU2276699C2 (ru) 2000-08-28 2001-08-24 Формирование на металлической подложке алюминидного покрытия, содержащего реакционноспособный элемент

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6673709B2 (ru)
EP (1) EP1184479A1 (ru)
JP (1) JP2002146555A (ru)
CA (1) CA2356305C (ru)
FR (1) FR2813318B1 (ru)
RU (1) RU2276699C2 (ru)
UA (1) UA76937C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544323C2 (ru) * 2009-09-18 2015-03-20 Снекма Способ получения на поверхности металлической детали защитного покрытия, содержащего алюминий
RU2634864C1 (ru) * 2016-07-18 2017-11-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") Порошковый материал для газотермического напыления покрытий

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100440500B1 (ko) * 2001-12-07 2004-07-15 주식회사 코미코 플라즈마 스프레이 방식을 이용한 세라믹 반도체 부품의제조 및 재생 방법
US20070104886A1 (en) * 2005-11-10 2007-05-10 General Electric Company Electrostatic spray for coating aircraft engine components
US20060057418A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-16 Aeromet Technologies, Inc. Alluminide coatings containing silicon and yttrium for superalloys and method of forming such coatings
PL1802784T3 (pl) * 2004-09-16 2012-07-31 Mt Coatings Llc Elementy silnika turbogazowego z powłokami aluminidkowymi i sposób wytwarzania takich powłok aluminidkowych na elementach silnika
US9133718B2 (en) * 2004-12-13 2015-09-15 Mt Coatings, Llc Turbine engine components with non-aluminide silicon-containing and chromium-containing protective coatings and methods of forming such non-aluminide protective coatings
US20080182026A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Honeywell International, Inc. Reactive element-modified aluminide coating for gas turbine airfoils
EP2432912B1 (en) * 2009-05-18 2018-08-15 Sifco Industries, Inc. Forming reactive element modified aluminide coatings with low reactive element content using vapor phase diffusion techniques
US8367160B2 (en) 2010-11-05 2013-02-05 United Technologies Corporation Coating method for reactive metal
US10533255B2 (en) 2015-08-27 2020-01-14 Praxair S.T. Technology, Inc. Slurry formulations for formation of reactive element-doped aluminide coatings and methods of forming the same

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB943278A (en) * 1960-12-06 1963-12-04 Morgan Crucible Co The coating of metal bodies with zirconium
US4071638A (en) * 1974-11-07 1978-01-31 General Electric Company Method of applying a metallic coating with improved resistance to high temperature to environmental conditions
US3951642A (en) * 1974-11-07 1976-04-20 General Electric Company Metallic coating powder containing Al and Hf
US3979273A (en) * 1975-05-27 1976-09-07 United Technologies Corporation Method of forming aluminide coatings on nickel-, cobalt-, and iron-base alloys
SU541896A1 (ru) * 1975-09-15 1977-01-05 Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола Среда дл цирконоалитировани
US4310574A (en) * 1980-06-20 1982-01-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of protecting a surface with a silicon-slurry/aluminide coating
FR2529911B1 (fr) * 1982-07-08 1986-05-30 Snecma Procede et dispositif pour la realisation de revetements protecteurs metalliques
JPS60103177A (ja) * 1983-11-10 1985-06-07 Mazda Motor Corp アルミニウム拡散処理方法
JPS61139677A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Nippon Steel Corp 低鉄損方向性電磁鋼板の製造法
GB2285632B (en) 1985-08-19 1996-02-14 Garrett Corp Thermal barrier coating system for superalloy components
SU1527320A1 (ru) * 1987-06-01 1989-12-07 Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола Способ химико-термической обработки сплавов на никелевой основе
KR920002707B1 (ko) * 1988-09-23 1992-03-31 삼성항공산업 주식회사 초내열 Ni기 합금의 백금-알루미나이드 코팅방법
US4933239A (en) 1989-03-06 1990-06-12 United Technologies Corporation Aluminide coating for superalloys
US5795659A (en) * 1992-09-05 1998-08-18 International Inc. Aluminide-silicide coatings coated products
US5407705A (en) * 1993-03-01 1995-04-18 General Electric Company Method and apparatus for producing aluminide regions on superalloy substrates, and articles produced thereby
US5902638A (en) * 1993-03-01 1999-05-11 General Electric Company Method for producing spallation-resistant protective layer on high performance alloys
US5510008A (en) * 1994-10-21 1996-04-23 Sekhar; Jainagesh A. Stable anodes for aluminium production cells
EP0780484B1 (en) * 1995-12-22 2001-09-26 General Electric Company Thermal barrier coated articles and method for coating
US5824423A (en) 1996-02-07 1998-10-20 N.V. Interturbine Thermal barrier coating system and methods
US6033623A (en) * 1996-07-11 2000-03-07 Philip Morris Incorporated Method of manufacturing iron aluminide by thermomechanical processing of elemental powders
US6361680B1 (en) * 1997-09-23 2002-03-26 Moltech Invent S-A. Ultrastable cell component for aluminum production cells and method
US5958204A (en) * 1997-09-26 1999-09-28 Allison Enaine Company, Inc. Enhancement of coating uniformity by alumina doping
DE19824792B4 (de) * 1998-06-03 2005-06-30 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Haftschicht für eine Wärmedämmschicht
WO2000009777A1 (en) * 1998-08-17 2000-02-24 Coltec Industries Inc. Vapor phase co-deposition coating for superalloy applications
EP1008672A1 (en) * 1998-12-11 2000-06-14 General Electric Company Platinum modified diffusion aluminide bond coat for a thermal barrier coating system
US6228510B1 (en) * 1998-12-22 2001-05-08 General Electric Company Coating and method for minimizing consumption of base material during high temperature service
US6406561B1 (en) * 1999-07-16 2002-06-18 Rolls-Royce Corporation One-step noble metal-aluminide coatings
US6284058B1 (en) * 1999-09-15 2001-09-04 U.T. Battelle, Llc Method of aluminizing metal alloys by weld overlay using aluminum and aluminum alloy filler metal
US20020110698A1 (en) * 1999-12-14 2002-08-15 Jogender Singh Thermal barrier coatings and electron-beam, physical vapor deposition for making same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОЛОМЫЦЕВ П.Т. Жаростойкие диффузионные покрытия. Москва: Металлургия, 1979, с.99. *
ЛЯХОВИЧ Л.С. Многокомпонентные диффузионные покрытия. Минск: Наука и техника, 1974, с.148-150. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544323C2 (ru) * 2009-09-18 2015-03-20 Снекма Способ получения на поверхности металлической детали защитного покрытия, содержащего алюминий
RU2634864C1 (ru) * 2016-07-18 2017-11-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологические Системы Защитных Покрытий" (Ооо "Тсзп") Порошковый материал для газотермического напыления покрытий

Also Published As

Publication number Publication date
FR2813318B1 (fr) 2003-04-25
CA2356305C (fr) 2009-12-01
FR2813318A1 (fr) 2002-03-01
JP2002146555A (ja) 2002-05-22
US20020023696A1 (en) 2002-02-28
US6673709B2 (en) 2004-01-06
UA76937C2 (ru) 2006-10-16
EP1184479A1 (fr) 2002-03-06
CA2356305A1 (fr) 2002-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2060653B1 (en) Slurry diffusion aluminide coating composition and process
US6332926B1 (en) Apparatus and method for selectively coating internal and external surfaces of an airfoil
US8973808B2 (en) Method for making a cellular seal
US7056555B2 (en) Method for coating an internal surface of an article with an aluminum-containing coating
US10156007B2 (en) Methods of applying chromium diffusion coatings onto selective regions of a component
US20110074113A1 (en) Method and composition for coating of honeycomb seals
EP1079073A2 (en) Modified diffusion aluminide coating for internal surfaces of gas turbine components
US6602356B1 (en) CVD aluminiding process for producing a modified platinum aluminide bond coat for improved high temperature performance
CN101233262A (zh) 制备具有Pt金属改性的γ-Ni+γ'-Ni3Al合金组分及活性元素的高温涂层的方法
RU2276699C2 (ru) Формирование на металлической подложке алюминидного покрытия, содержащего реакционноспособный элемент
EP2886677B1 (en) A slurry and a coating method
KR20010050754A (ko) 활성화 발포체 기술을 이용한 피막의 형성 방법
CA2378908C (en) One-step noble metal-aluminide coatings
KR102146700B1 (ko) 반응성 원소-도핑된 알루미나이드 코팅의 형성을 위한 슬러리 제형 및 이를 형성하는 방법
EP1524328B1 (en) Method of selective region vapor phase aluminizing
US6884524B2 (en) Low cost chrome and chrome/aluminide process for moderate temperature applications
US6884460B2 (en) Combustion liner with heat rejection coats
Smith et al. Platinum modified aluminides-present status
US7094446B2 (en) Method for applying a coating system including a heat rejection layer to a substrate surface of a component
EP2022869A2 (en) Method for forming active-element aluminide diffusion coatings
Liburdi et al. LSR™ Slurry Coating Technologies

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner