用于流体机械的部件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于流体机械的部件(1)，其中双重或三重层施加到部件(1)上，其中双重层由陶瓷的硬质材料层(3)和金属层(4)构成，所述硬质材料层和金属层直接施加到部件表面(2)上，并且其中三重层由陶瓷的硬质材料层(3)、金属层(4)和另一个陶瓷的硬质材料层(5)构成，所述硬质材料层、金属层和另一个陶瓷的硬质材料层直接施加到部件表面(2)上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种用于流体机械的、尤其是蒸汽轮机的部件，所述部件具有部 件表面。
技术介绍
用于高运行温度的保护层如今通常普遍应用在流体机械构造中。这种高温保护层 的主要应用领域在于热学的流体机械的范围中、尤其是在于受高载荷的蒸汽轮机部件中。 这些保护层用于延长要保护的高温生产材料的使用寿命。 蒸汽轮机转子叶片在下述环境中使用，在所述环境中蒸汽轮机转子叶片经受高的 离心负荷和震动载荷。 当转子叶片固有频率与运行转速或其他的短暂的频率形成共振时，震动载荷上 升。 对于经受高于大约600°C的热蒸汽的高压和/或中压蒸汽轮机的部件、例如涡轮 机叶片而言，存在对待使用的生产材料的特别要求。在蒸汽轮机的受热载荷区使用的生产 材料基本上必须满足两个特性。这一方面是耐氧化性并且另一方面是抗蠕变性。基本上已 知能够满足这些要求的生产材料、例如越来越多地使用的镍基合金。当然，这些生产材料是 相对昂贵的。因此，上述生产材料通过明显更便宜的生产材料、例如铁素体的10%的铬钢等 来替代。这些铁素体的10%的铬钢或其他类似的生产材料的缺点在于：它们不具有充分的 耐氧化性从而不适合用于蒸汽轮机中的一些应用。 至今为止，在经受大约600°C的热蒸汽的区域中的受热载荷的部件、例如高压或中 压涡轮机叶片部分地由镍基合金制成。通常在蒸汽温度位于显著高于600°C的范围中的情 况下不再使用所建立的铬钢，因为这些铬钢的耐氧化性在该范围中不再是充分的。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种用于流体机械的部件的适合的保护层。 该目的通过一种用于流体机械的、尤其是蒸汽轮机的具有部件表面的部件来实 现，其中陶瓷的硬质材料层直接施涂到部件表面上，其中金属层直接施加到陶瓷的硬质材 料层上。 -个主要的特征是：双重保护层被施加到部件上，所述双重保护层由两个层构成。 所述部件具有部件表面，其中陶瓷的硬质材料层直接设置到该部件表面上。在此重要的是， 陶瓷的硬质材料层直接施加到部件表面上，即在部件表面和陶瓷的硬质材料层之间不设有 中间层。根据本技术，金属层直接施加到该陶瓷的硬质材料层上。在此还重又重要的 是，在陶瓷的硬质材料层和金属层之间不设置另外的中间层。 本技术基于下述思想：根据本技术的双重保护层提供改进的氧化保护和 改进的耐腐蚀性。这表示：部件的基本生产材料不强制性地必须是镍基合金。更确切地说， 能够使用更便宜的生产材料代替镍基合金。 在下文中提出有利的改进形式。 在第一有利的改进形式中，部件具有下述材料： -用于在流体机械中应用的适合于高温的Cr合金钢，例如X20Crl3(l. 4021)、 X22CrMoV12-l (1. 4923)、X12CrMoWVNbN10-1-l (1. 4906)、10CrMo9-10 (1. 7380)。 陶瓷的硬质材料层有利地具有下述材料： -CrN -CrAlN -TiAlN -Al2O30 在另一个有利的改进形式中，金属层具有下述材料： -MCrAl (Y)类型的金属层或者具有至少15%的Cr的Ni基层。 在一个明显有利的改进形式中，通过将第二陶瓷的硬质材料层直接施加在金属层 上的方式将双重层改进成三重层。这表示：部件从现在开始具有彼此叠加的三个层。在此 主要的特征是：陶瓷的硬质材料层直接设置在金属层上，即在陶瓷的硬质材料层和金属层 之间不施加另外的中间层。在一个有利的改进形式中，第二陶瓷的硬质材料层具有下述材 料： -CrN -CrAlN -TiAlN -Al2O30 在一个有利的改进形式中，陶瓷的硬质材料层、金属保护层和第二陶瓷的硬质材 料层具有在5 ym至25 ym的范围中的厚度。【附图说明】 现在，根据一个实施例详细阐述本技术。 附图示出： 图1示出根据本技术的双重保护层； 图2示出根据本技术的三重保护层。【具体实施方式】 图1示出部件1。该部件构成用于在流体机械中使用。流体机械例如理解为蒸汽 轮机、压缩机或燃气轮机或者另外的热学机械。部件具有部件表面2。陶瓷的硬质材料层3 直接设置到所述部件表面2上。陶瓷的硬质材料层3直接设置到部件表面上，即在陶瓷的 硬质材料层3和部件表面2之间不设置另外的层。金属层4直接设置到陶瓷的硬质材料层 上。金属层4直接设置在陶瓷的硬质材料层3上，即在金属层4和陶瓷的硬质材料层3之 间不设置另外的中间层。 部件具有下述材料： -用于在流体机械中应用的适合于高温的Cr合金钢，例如X20Crl3(l. 4021)、 X22CrMoV12-l (1. 4923)、X12CrMoWVNbN10-1-l (1. 4906)、10CrMo9-10 (1. 7380)。 陶瓷的硬质材料层具有下述材料： -CrN -CrAlN -TiAlN -Al2O30 金属层具有下述材料： -MCrAl(Y)类型的金属层或者具有至少15%的Cr的Ni基层。 根据图1的实施方式能够称作为双重层，因为保护层为了抗腐蚀和氧化而在部件 表面2上包括两个层。 图2示出图1中的部件的一个改进形式。所述改进形式在于：从现在开始第二陶 瓷的硬质材料层5施加到金属层4上。第二陶瓷的硬质材料层3具有下述材料： -CrN -CrAlN -TiAlN -Al2O30 陶瓷的硬质材料层3构成为，使得陶瓷的硬质材料层3的厚度处于5ym至25ym 的范围中。 金属层4构成为，使得金属层4具有处于在5ym至25ym之间的范围中的厚度。 第二陶瓷的硬质材料层5构成为，使得第二陶瓷的硬质材料层5具有处于在5ym 至25ym之间的范围中的厚度。 部件例如构成为用于蒸汽轮机的涡轮机叶片。涡轮机叶片能够是转子叶片或导向 叶片。包括陶瓷的硬质材料层3和金属层4这两种层的组合形成对部件1的极其良好的保 护以防止氧化并且同时也提供良好的耐腐蚀性。 陶瓷的硬质材料层3在此首先作用为扩散阻挡部，所述扩散阻挡部保证不造成部 件1的基本生产材料和金属保护层4之间的互相扩散。附加地，该层已经提供良好的氧化 保护。金属层4提供良好的氧化和腐蚀保护，尤其是相对于垂直地碰到表面上的颗粒。 三重层在尤其负担腐蚀的部位处实施。三重层中的第二陶瓷的硬质材料层5提供 尤其良好的保护作为腐蚀保护并且附加地作为氧化保护。 双重和/或三重层优选借助于PVD法来施加，其中在此尤其应当应用溅射法。【主权项】1. 一种用于流体机械的部件（I)，所述部件具有部件表面（2)， 其中陶瓷的硬质材料层（3)直接施涂于所述部件表面（2)上，其中金属层（4)直接施 加于所述陶瓷的硬质材料层（3)上。2. 根据权利要求1所述的部件（1)， 其中所述流体机械是蒸汽轮机。3. 根据权利要求1或2所述的部件（1)， 其中在所述金属层（4)上直接施加有第二陶瓷的硬质材料层（5)。4. 根据权利要求1或2所述的部件（1)， 其中所述陶瓷的硬质材料层（3)具有在5ym至25ym的范围中的厚度。5. 根据权利要求1或2所述的部件（1)， 其中所述金属层（4)具有在5 ym至25 ym的范围中的厚度。6. 根据权利要求3所述的部件（1)， 其中所述第二陶瓷的硬质材料层（5)具有在5ym至25ym的范围中的厚度。7. 根据权利要求1或2所述的部件（1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体机械的部件(1)，所述部件具有部件表面(2)，其中陶瓷的硬质材料层(3)直接施涂于所述部件表面(2)上，其中金属层(4)直接施加于所述陶瓷的硬质材料层(3)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约亨·巴尼克尔，曼纽尔·埃特勒，弗里德黑尔姆·施米茨，约尔格·许尔霍夫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE