RU2656116C2 - Покрытие из истираемого материала с низкой поверхностной шероховатостью - Google Patents

Покрытие из истираемого материала с низкой поверхностной шероховатостью Download PDF

Info

Publication number
RU2656116C2
RU2656116C2 RU2015103522A RU2015103522A RU2656116C2 RU 2656116 C2 RU2656116 C2 RU 2656116C2 RU 2015103522 A RU2015103522 A RU 2015103522A RU 2015103522 A RU2015103522 A RU 2015103522A RU 2656116 C2 RU2656116 C2 RU 2656116C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
abradable
coating
stator
layer
abradable material
Prior art date
Application number
RU2015103522A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015103522A (ru
Inventor
Майкл ПОДГОРСКИ
Филипп Шарль Ален ЛЕ БИЕ
Людовик Эдмон Камилль МОЛЛЬЕ
Серж СЕЛЕЗНЕФФ
Original Assignee
Снекма
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 filed Critical Снекма
Publication of RU2015103522A publication Critical patent/RU2015103522A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2656116C2 publication Critical patent/RU2656116C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01D25/005—Selecting particular materials
    • 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
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • 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
    • B22F7/06—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 workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—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 workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • 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
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • 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
    • C23D—ENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00—Coating with enamels or vitreous layers
    • C23D5/02—Coating with enamels or vitreous layers by wet methods
    • 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
    • C23D—ENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00—Coating with enamels or vitreous layers
    • C23D5/10—Coating with enamels or vitreous layers with refractory materials
    • 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
    • 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
    • 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
    • F01D5/284—Selection of ceramic materials
    • 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
    • F01D5/286—Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • 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
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • 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
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24413—Metal or metal compound

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится истираемому покрытию для газотурбинного двигателя. Газотурбинный двигатель, имеющий истираемое покрытие на внутренней поверхности статора, содержит по меньшей мере одну деталь статора, внутри или напротив которой расположена деталь ротора, выполненная с возможностью вращения, причем указанное покрытие из истираемого материала образует элемент уплотняющего соединения между деталями статора и ротора. Покрытие из истираемого материала выполнено в виде слоя из истираемого материала, неровности на поверхности которого заполнены термически связанными керамическими зернами. Гладкая свободная поверхность слоя из истираемого материала имеет шероховатость ниже 6 мкм. Способ нанесения истираемого покрытия на внутреннюю поверхность статора газотурбинного двигателя включает получение слоя из истираемого материала на внутренней поверхности детали статора указанного газотурбинного двигателя, заполнение неровностей на поверхности истираемого покрытия на детали статора нанесением порошка керамического материала и термообработку упомянутого слоя покрытия для связывания порошка. Обеспечивается покрытие из истираемого материала, имеющего пористую структуру, поверхность которого имеет шероховатость ниже 6 мкм. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

ОТРАСЛЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к отрасли газотурбинных двигателей и касается покрытия из истираемого материала, образующего элемент уплотняющего соединения между деталями статора и ротора газотурбинного двигателя. В частности, предметом его является покрытие такого типа с низкой поверхностной шероховатостью.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Газотурбинный двигатель является гидравлической машиной, в которой может осуществляться передача энергии между жидкотекучей средой и системой лопаток, жесткосоединенной с ротором, например компрессором или турбиной, являющейся частью турбореактивного двигателя, такого как газотурбинный двигатель. Газотурбинный двигатель для летательного аппарата, такого как многоконтурный турбореактивный двигатель, содержит обычно в направлении истечения газов, т.е. от верха по течению вниз по течению, нагнетатель, одну или несколько ступеней компрессоров, камеру сгорания, одну или несколько ступеней турбин и выхлопную трубу.
Предусматриваются покрытия из истираемого материала, называемого так, поскольку этот материал способен подвергаться абразивному износу, с внутренней поверхности деталей статора, например кожухов, внутри или напротив которых двигаются вращающиеся детали, такие как лопастные системы роторов компрессоров или турбин или же пластины, образующие уплотнители лабиринтового уплотнения. В целях снижения утечек газа по обе стороны уплотняющего соединения, образованного концом вращающейся детали и покрытия статора, между ними выполняется как можно более тонкий зазор. Однако во время рабочего цикла газотурбинного двигателя этот зазор может уменьшаться, даже исчезать. Для предотвращения повреждения движущихся деталей неподвижному элементу прокладки позволяют деформироваться или изнашиваться под воздействием концов вращающихся деталей, в ходе рабочих фаз, при которых происходят изменения размеров, вызывающие взаимодействие деталей между собой при контакте. Таким образом, минимизируются вредные воздействия от этого контакта, как на уровне структуры названных концов названных вращающихся деталей, так и на уровне названной внутренней поверхности названных элементов статора.
Ниже приводятся свойства, которыми должен обладать истираемый материал: очевидно, он должен обладать высокой истираемостью; кроме того, он должен выдерживать температуры сред, для работы в которых он предназначен (500-1200°С, например, внутри корпусов авиационных двигателей); он должен также быть устойчивым против эрозии от повторных ударов абразивных частиц (отрывающихся при вышеназванных контактах); затраты на его изготовление и установку должны быть также по возможности низкими.
Известный истираемый материал изготавливается из сплава типа MCrAlY, при этом М выбирается из Ni, Co, NiCo или CoNi. Например, смесь базового сплава MCrAlY и порообразователя (ароматический полиэфир) известна под торговой маркой Metco 2043. Такой материал, получаемый по способу термического напыления порошка на подложку, подошел бы для создания покрытия внутри корпуса компрессора или турбины напротив лопаток его ротора; он также выдерживает температуру до 1200°С, которой подвергаются детали при работе. Однако для такого материала после стадии пиролиза, необходимого для образования пор посредством удаления порообразователя, получают относительно шероховатую поверхность, например, с Ra = 12 мкм. Такая поверхностная шероховатость является неблагоприятной с точки зрения производительности газотурбинного двигателя, так как вызывает значительное снижение аэродинамических показателей из-за увеличения пограничного слоя в газовой струе. В случае двигателя шероховатость истираемого материала влияет таким образом на удельный расход этого последнего.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предметом изобретения является главным образом осуществление покрытия из истираемого материала, состояние поверхности которого не сказывается отрицательно на производительности газотурбинного двигателя и к тому же на удельном расходе двигателя.
Таким образом, предметом изобретения является осуществление покрытия из истираемого материала, имеющего пористую структуру, поверхность которого имеет шероховатость ниже 6 мкм (Ra<6 мкм).
Предметом изобретения является также покрытие из истираемого материала, выдерживающее температуру до 1200°С. Такая температура соответствует температуре, которую способна выдержать подложка, на которой держится покрытие.
Предметом изобретения является также покрытие из истираемого материала, который, кроме того, не придает ему поведения по типу абразивного или хрупкого материала.
Заявитель уже разработал покрытие из пористого истираемого материала, имеющего дополнительный слой с гладкой поверхностью. Это покрытие стало предметом подачи заявки на патент FR 1157729. Гладкий характер этого дополнительного слоя достигается шлифованием слоя малой толщины, нанесенного на пористый истираемый материал. Этот слой, в частности, наносится посредством термического напыления.
Теперь заявитель разработал новое покрытие из истираемого материала.
Покрытие из истираемого материала по изобретению для газотурбинного двигателя отличается тем, что оно содержит слой из истираемого материала, неровности которого на поверхности заделываются термически связанными керамическими зернами, при этом свободная поверхность слоя из истираемого материала имеет низкую шероховатость.
В частности, керамические зерна связываются посредством неполного спекания, а гладкая свободная поверхность низкой шероховатости имеет шероховатость ниже 6 мкм (Ra<6 мкм). Используя заделочный материал на основе зерен малой крупности, таких как зерна крупностью 0,3 мкм, добиваются результата, удовлетворяющего целям изобретения без необходимости механической обработки покрытия.
Материал для заделки неровностей на поверхности содержит любой тип керамического материала: оксид, карбид, нитрид, оксикарбид, карбонитрид и т.д. Предпочтительно, речь идет об оксидной керамике в связи со стойкостью этого материала в окислительной среде. Преимущественно, речь идет об одном из следующих материалов: оксид алюминия, диоксид циркония, иттрийсодержащий диоксид циркония, муллит или оксид иттрия. Предпочтительно, выбирают материалы, имеющие коэффициенты теплового расширения, близкие к коэффициентам исходного истираемого материала. Кроме того, необходима способность к спеканию при низкой температуре.
Изобретение применяется к истираемому покрытию, слой из истираемого материала которого является пористым и содержит, например, сплав состава MCrAlY, в котором М выбирается из Ni, Co Nico или CoNi, оксида циркония, соединения Ni-графит.
Согласно другому признаку изобретения, зерна из керамических материалов, образующие заделочный материал, проникают в истираемый материал на глубину от 50 до 1000 мкм.
Изобретение касается также способа для нанесения истираемого покрытия на подложку, содержащего, после осуществления истираемого слоя на названной подложке, стадию нанесения порошка из керамического материала на названный слой, таким образом, чтобы заполнить неровности на поверхности, затем в термической обработке покрытия, так чтобы связать порошок.
Крупность керамического порошка, в частности, выбирается таким образом, чтобы она была ниже размера пористости, образующей неровности истираемого материала. В частности, когда пористость получается в результате термической обработки, порошок наносится после обработки для создания пор.
Преимущественно, порошок наносится на истираемый материал в виде шликера, содержащего суспензию порошка в воде, возможно, с диспергатором, таким как азотная кислота, и, возможно, также с органическим связующим.
Термическая обработка посредством неполного спекания осуществляется при температуре ниже 1200°С. Спекание называют неполным, так как получаемый материал не является плотным материалом. В ходе термической обработки никакое давление не прикладывается. Кроме того, плотный материал невозможно получить посредством непродолжительной термической обработки при таких температурах без прикладывания давления. При этом наблюдается лишь явление диффузии в местах контакта между зернами.
Термическая обработка для связывания может также быть осуществлена посредством местного воздействия лазерным пучком соответствующей мощности или любого другого устройства, обеспечивающего местный нагрев, особенно на поверхности самое большее 1000 мкм в диаметре.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прочие признаки и преимущества будут видны при чтении подробного описания неограничивающего варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает фотоснимок в сечении покрытия по изобретению с первичным увеличением;
Фиг.2 показывает деталь вида фиг.1 с более сильным увеличением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приводимый ниже пример касается центробежного высоконапорного компрессора газотурбинного двигателя; крышка крыльчатки из стали, как описанная под наименованием INCO 909, покрыта с внутренней стороны истираемым покрытием на толщину 1 мм. Покрытие было выполнено посредством термического напыления сплава СoNiCrAlY совместно с порообразователем, таким как ароматический полиэфир торговой марки METCO 2043. Изготовление истираемого материала включает стадию пиролиза порообразователя, в ходе которой создаются поры внутри материала.
На поверхности материала поры образуют неровности, которые необходимо заделать. По изобретению, осаждают порошок керамического материала на поверхность истираемого материала в целях заделки поверхностной пористости.
В данном случае материал является оксидом алюминия, преимуществом которого является стойкость при рабочей температуре газотурбинного двигателя, а как оксид он нечувствителен к явлениям окисления.
Порошок оксида алюминия вносится предпочтительно в виде водного раствора шликера, у которого, в частности, параметры вязкости и коэффициента нагрузки определяются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие материала и контроль глубины проникновения от 50 до 1000 мкм.
Крупность порошка выбирается в зависимости от размера заделываемых пор истираемого материала. Крупность порошка составляет от 0,1 до 15 мкм, например, она ниже 1 мкм.
Размер керамических зерен ниже 1 мкм позволяет осуществлять обработку для связывания зерен при температуре, совместимой с температурой, которую может выдерживать подложка истираемого материала.
Если же, тем не менее, максимально приемлемая для подложки температура ниже температуры, приемлемой для истираемого материала, тогда преимущественно проводится местное охлаждение подложки, например, посредством охлаждающих спиралей.
Ниже приводится протокол заглаживания поверхности через керамический материал.
Подготовка шликера посредством смешивания порошка оксида алюминия соответствующей крупности, например 0,3 мкм, с водой в присутствии диспергатора, такого как азотная кислота, и, возможно, органического связующего, такого как ПВС (поливиниловый спирт).
Нанесение шликера на поверхность истираемого материала.
Удаление избытка с поверхности с помощью скребка.
- Если поры закрыты, тогда заделываются лишь поры на поверхности.
- Если поры открыты, глубина просачивания управляется числом проходов; при этом стремятся к достижению глубины проникновения выше максимальной глубины касания, так чтобы сохранить низкую шероховатость даже в случае касания.
Сушка на открытом воздухе или в сушильном шкафу.
Термообработка при 600°С в течение 4 часов, так чтобы удалить ПВС, если необходимо, и связать между собой зерна керамических материалов. Неполное спекание осуществляется так, чтобы связать зерна в микропористую фазу оксида алюминия, одновременно ни слишком хрупкую, чтобы не потерять ее силу сцепления при работе газотурбинного двигателя перед любым контактом, ни слишком прочную для предотвращения уже не истираемого, а абразивного поведения.
Решение по изобретению позволило получить покрытие с гладкой поверхностью Ra<1 мкм, сокращение удельного расхода оценивалось в 0,4% в связи с такой шероховатостью по сравнению с шероховатостью в 12 мкм известного уровня техники.
На фиг.1 и 2, представляющих в поперечном разрезе покрытие по изобретению, различают истираемый материал CoNiCrAlY клером с заполненными порами Р темным цветом и оксид алюминия Al2O3, также видимый на поверхности, сглаживающий неровности, образованные порами на поверхности. На фиг.2, выполненной с большим увеличением по сравнению с фиг.1, проявляется сцепление между зернами оксида алюминия.
Настоящее изобретение не ограничивается образованием гладкого истираемого покрытия на корпусе компрессора, а применяется к любой детали, когда это дает преимущество или представляет интерес.
Оксид алюминия может быть заменен любым другим керамическим материалом, если он может представляться в виде достаточно реактивного порошка, чтобы иметь возможность осуществить неполное спекание при относительно низких температурах, в зависимости от стойкости подложки при нагревании. Предпочтение отдается оксидам.
Приведенным в примере истираемым материалом является Metco 2043; изобретение не ограничивается этим. Можно привести также Ni графит 75/25, Metco 2460, Metco 310 или METCO314. Отмечается, что материалы Ni графит 75/25, Metco 310 и Metco 314 не содержат полиэфира, подлежащего пиролизу для получения пористости. Пористость получается непосредственно от способа нанесения истираемого материала.

Claims (10)

1. Газотурбинный двигатель, имеющий истираемое покрытие на внутренней поверхности статора, содержащий по меньшей мере одну деталь статора, внутри или напротив которой расположена деталь ротора, выполненная с возможностью вращения, причем указанное покрытие из истираемого материала образует элемент уплотняющего соединения между деталями статора и ротора, причем покрытие из истираемого материала выполнено в виде слоя из истираемого материала, неровности на поверхности которого заполнены термически связанными керамическими зернами, при этом гладкая свободная поверхность слоя из истираемого материала имеет шероховатость ниже 6 мкм.
2. Двигатель по п.1, в котором гладкая свободная поверхность истираемого покрытия имеет шероховатость ниже микрона.
3. Двигатель по п.1, в котором поверхностный слой истираемого покрытия содержит по меньшей мере один из материалов, включающих оксид алюминия, диоксид циркония, иттрийсодержащий диоксид циркония, муллит или оксид иттрия.
4. Двигатель по п.1, в котором слой истираемого материала является пористым и содержит сплав состава MCrAlY c М, выбираемым из Ni, Co, NiСo или CoNi, оксида циркония, соединения Ni-графит.
5. Двигатель по п.1, в котором в покрытии из истираемого материала керамический материал расположен в истираемом слое на глубине от 50 до 1000 мкм.
6. Способ нанесения истираемого покрытия на внутреннюю поверхность статора газотурбинного двигателя, отличающийся тем, что он включает получение слоя из истираемого материала на внутренней поверхности детали статора газотурбинного двигателя по любому из пп. 1-5, заполнение неровностей на поверхности истираемого покрытия на детали статора нанесением порошка керамического материала и термообработку упомянутого слоя покрытия для связывания порошка.
7. Способ по п.6, в котором крупность керамического порошка составляет от 0,1 до 15 мкм и меньше размера пор истираемого материала.
8. Способ по п.6, в котором упомянутый порошок наносят в виде шликера, содержащего суспензию порошка в воде, возможно, с диспергатором и связующим.
9. Способ по п.6, в котором при термообработке осуществляют спекание при температуре ниже 1200°С.
10. Способ по любому из пп. 6-8, в котором при термообработке спекание осуществляют наведением лазерного пучка или другого средства, обеспечивающего местный нагрев.
RU2015103522A 2012-08-07 2013-08-05 Покрытие из истираемого материала с низкой поверхностной шероховатостью RU2656116C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1257657 2012-08-07
FR1257657A FR2994397B1 (fr) 2012-08-07 2012-08-07 Revetement en materiau abradable a faible rugosite de surface
PCT/FR2013/051888 WO2014023906A1 (fr) 2012-08-07 2013-08-05 Revetement en materiau abradable a faible rugosite de surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015103522A RU2015103522A (ru) 2016-09-27
RU2656116C2 true RU2656116C2 (ru) 2018-06-01

Family

ID=47553219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015103522A RU2656116C2 (ru) 2012-08-07 2013-08-05 Покрытие из истираемого материала с низкой поверхностной шероховатостью

Country Status (10)

Country Link
US (2) US10385725B2 (ru)
EP (1) EP2882551B1 (ru)
JP (1) JP6313762B2 (ru)
CN (1) CN104507602B (ru)
BR (1) BR112015001957B1 (ru)
CA (1) CA2880147C (ru)
FR (1) FR2994397B1 (ru)
IN (1) IN2015DN00793A (ru)
RU (1) RU2656116C2 (ru)
WO (1) WO2014023906A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3041631B1 (fr) * 2015-09-24 2022-01-07 Snecma Materiau poreux en ceramique pour revetement d'une piece et procede de fabrication de ce materiau
CN106567034B (zh) * 2016-11-30 2019-01-22 兰州理工大学 超厚耐热等离子金属陶瓷涂层及制备方法
FR3062324B1 (fr) * 2017-01-30 2019-03-22 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication de pieces realisees en metallurgie des poudres comportant l’application d'un revetement
FR3082765B1 (fr) * 2018-06-25 2021-04-30 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'une couche abradable
FR3087195B1 (fr) 2018-10-11 2022-01-28 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'un revetement abradable poreux en materiau ceramique
US11486263B1 (en) * 2021-06-28 2022-11-01 General Electric Company System for addressing turbine blade tip rail wear in rubbing and cooling

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995012004A1 (en) * 1993-10-29 1995-05-04 United Technologies Corporation Plasma sprayed abradable seals for gas turbine engines
RU2094529C1 (ru) * 1994-11-24 1997-10-27 Константин Николаевич Тимохин Состав композита для нанесения металлоконверсионного покрытия на металлическую поверхность
RU2353779C2 (ru) * 2007-02-19 2009-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Прирабатываемое покрытие элемента турбомашины и способ его изготовления
EA013342B1 (ru) * 2007-03-21 2010-04-30 Дир Энд Компани Способ нанесения относительно толстого защитного покрытия на листовую металлическую подложку
RU2423203C2 (ru) * 2009-08-04 2011-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ спекания при лазерном послойном порошковом синтезе объемных деталей

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3413136A (en) * 1965-03-10 1968-11-26 United Aircraft Corp Abradable coating
JPS55164068A (en) * 1979-06-07 1980-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Surface treatment
US4269903A (en) * 1979-09-06 1981-05-26 General Motors Corporation Abradable ceramic seal and method of making same
US4321310A (en) * 1980-01-07 1982-03-23 United Technologies Corporation Columnar grain ceramic thermal barrier coatings on polished substrates
DE3413534A1 (de) * 1984-04-10 1985-10-24 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Gehaeuse einer stroemungsmaschine
DE3574168D1 (en) 1984-11-28 1989-12-14 United Technologies Corp Improved durability metallic-ceramic turbine air seals
DE3579684D1 (de) * 1984-12-24 1990-10-18 United Technologies Corp Abschleifbare dichtung mit besonderem erosionswiderstand.
US5017402A (en) * 1988-12-21 1991-05-21 United Technologies Corporation Method of coating abradable seal assembly
US5064727A (en) * 1990-01-19 1991-11-12 Avco Corporation Abradable hybrid ceramic wall structures
US5397649A (en) * 1992-08-26 1995-03-14 Alliedsignal Inc. Intermediate coating layer for high temperature rubbing seals for rotary regenerators
US6465090B1 (en) * 1995-11-30 2002-10-15 General Electric Company Protective coating for thermal barrier coatings and coating method therefor
US6887530B2 (en) * 2002-06-07 2005-05-03 Sulzer Metco (Canada) Inc. Thermal spray compositions for abradable seals
EP1484427A3 (en) * 2003-06-06 2005-10-26 General Electric Company Top coating system for industrial turbine nozzle airfoils and other hot gas path components and related method
JP2006291307A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転機械の部品及び回転機械
EP1989399B1 (en) * 2006-02-24 2012-02-08 MT Coatings, LLC Roughened coating for gas turbine engine components
WO2007149278A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-27 Red Barn Innovations Llc Training device for forcibly opening a locked door
US20080081109A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 General Electric Company Porous abradable coating and method for applying the same
US20080145649A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 General Electric Protective coatings which provide wear resistance and low friction characteristics, and related articles and methods
JP2010521971A (ja) * 2007-03-19 2010-07-01 マリクルテュラ デル ノルテ，エセ デ エレ エレ デ セ ヴェ 魚の養殖に使用するための成形魚製品を生産するシステム及び方法
US7833586B2 (en) * 2007-10-24 2010-11-16 General Electric Company Alumina-based protective coatings for thermal barrier coatings
US7998604B2 (en) 2007-11-28 2011-08-16 United Technologies Corporation Article having composite layer
US8313224B2 (en) * 2008-07-16 2012-11-20 Moyer Calvin W Modular lighting system
GB0822416D0 (en) * 2008-12-10 2009-01-14 Rolls Royce Plc A seal and a method of manufacturing a seal
US20110312860A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 General Electric Company Wear-resistant and low-friction coatings and articles coated therewith

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995012004A1 (en) * 1993-10-29 1995-05-04 United Technologies Corporation Plasma sprayed abradable seals for gas turbine engines
RU2094529C1 (ru) * 1994-11-24 1997-10-27 Константин Николаевич Тимохин Состав композита для нанесения металлоконверсионного покрытия на металлическую поверхность
RU2353779C2 (ru) * 2007-02-19 2009-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Прирабатываемое покрытие элемента турбомашины и способ его изготовления
EA013342B1 (ru) * 2007-03-21 2010-04-30 Дир Энд Компани Способ нанесения относительно толстого защитного покрытия на листовую металлическую подложку
RU2423203C2 (ru) * 2009-08-04 2011-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Способ спекания при лазерном послойном порошковом синтезе объемных деталей

Also Published As

Publication number Publication date
CN104507602A (zh) 2015-04-08
EP2882551A1 (fr) 2015-06-17
CA2880147C (fr) 2021-06-08
CN104507602B (zh) 2018-07-17
US20190309651A1 (en) 2019-10-10
JP2015531822A (ja) 2015-11-05
BR112015001957B1 (pt) 2019-09-03
BR112015001957A2 (pt) 2017-07-04
US20150211382A1 (en) 2015-07-30
FR2994397A1 (fr) 2014-02-14
US10989066B2 (en) 2021-04-27
RU2015103522A (ru) 2016-09-27
FR2994397B1 (fr) 2014-08-01
IN2015DN00793A (ru) 2015-07-03
WO2014023906A1 (fr) 2014-02-13
JP6313762B2 (ja) 2018-04-18
EP2882551B1 (fr) 2023-05-24
US10385725B2 (en) 2019-08-20
CA2880147A1 (fr) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10989066B2 (en) Abradable coating made of a material having a low surface roughness
CA2895986C (en) Visual indicator of coating thickness
CA2686332C (en) Abradable layer including a rare earth silicate
CA2549600C (en) Ceramic abradable material with alumina dopant
US9581041B2 (en) Abradable ceramic coatings and coating systems
EP3072867B1 (en) Compositions and methods of deposition of thick environmental barrier coatings on cmc blade tiips
UA76473C2 (en) Abradeable sealing system
CN106699234B (zh) 组合物和将厚环境阻挡涂层附接在cmc部件上的方法
US11946147B2 (en) Thermal barrier coating, turbine member, gas turbine, and method for producing thermal barrier coating
US11566531B2 (en) CMAS-resistant abradable coatings
CA3013304C (en) Method for implementing abradable coating
EP4124613B1 (en) Protective coating systems for gas turbine engine applications and methods for fabricating the same
CN116892422A (zh) 氧化钇稳定的氧化锆浆料及其施加方法
RU2680561C2 (ru) Смесь порошковых материалов для газотермического напыления покрытий
CN115677385A (zh) 一种陶瓷基复合材料表面耐温达1300℃的可磨耗复合涂层的制备方法
US20190284104A1 (en) Ceramic coating, turbine member, gas turbine, method of producing ceramic coating, and method of repairing cermic coating

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner