用于涡轮机的部件以及制造该部件的方法技术

用于涡轮机的部件(1)及其制造方法，其中该部件包括内核(6)和布置在内核(6)上的第一热粘合涂层(11)，以及布置在第一热粘合涂层(11)上的第二热粘合涂层(12)。第一热粘合涂层(11)夹在内核(6)与第二热粘合涂层(12)之间。第二热粘合涂层(12)的第二工作温度(T2max)高于第一热粘合涂层(11)的第一工作温度(T1max)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】本专利技术涉及涡轮机领域，例如燃气轮机和蒸汽轮机，并且具体地涉及用于涡轮机的部件例如翼片，以及制造该部件的方法。诸如燃气轮机或蒸汽轮机的涡轮机广泛地用于发电领域。在发电过程中，在涡轮机中的燃料经历燃烧，在燃烧过程中包含在燃料中的化学能被转换成机械能，此后机械能被转换成电能。在涡轮机内的燃料的燃烧是高度放热反应，由此生成大量的热(大于1173K)。因而，要求涡轮机及其各种部件在高温下工作以实现高的效率。涡轮机的某些部件暴露在约1173K或更高的工作温度下。随着工作温度的升高，前述的涡轮机的部件面临较高的热载荷，以静态温度的形式或者以温度梯度的形式。为了克服高热载荷的严峻的影响，必须相应地提高涡轮机部件的温度耐久性。例如，与涡轮机的其他部件相比，涡轮机的诸如叶片或轮叶的部件面临较高的热载荷。目前，使用热粘合涂层以向这些涡轮机部件提供对非常高的工作温度及由其引起的热载荷的隔离。通常，前述热粘合涂层包括金属粘合涂层、热生长氧化物以及陶瓷顶涂层。诸如涡轮叶片和涡轮轮叶的部件需要金属涂层作为粘合涂层或作为覆盖涂层。金属粘合涂层根据其厚度以及在涡轮机工作期间该金属粘合涂层所暴露的温度和持续时间而具有一定的寿命。然而，可以获得不同品质并且具有不同特性的金属粘合涂层。涂覆有低品质粘合涂层的涡轮机的部件不应该在高热载荷条件下工作，这是因为低品质粘合涂层不能耐受这样高的热载荷，并且低品质粘合涂层会剥离或开裂。因此，低品质金属粘合涂层将不能够对暴露在高的工作温度下的部件提供必要的保护。然而，低品质粘合涂层仍足以保护暴露在较低温度(例如低于900°C的工作温度)下的部件。为了克服前述障碍，前述高温条件下使用高品质粘合涂层。然而，高品质粘合涂层比低品质粘合涂层更昂贵。因此，涂覆有高品质粘合涂层的部件及其涡轮机的制造成本显著增加。因此，不仅需要优化制造成本，还需要实现粘合涂层的性能与制造成本之间的平衡，由此该粘合涂层可以应用于在涡轮机工作期间需要耐受高的热载荷的涡轮机部件。本专利技术的一个目的是提供一种关于对提供最优性能的涡轮机部件进行粘合涂覆，并且还充分地保护涡轮机部件而不需要增加粘合涂覆的涡轮机部件的制造成本的解决方案。通过根据权利要求1所述的用于涡轮机的部件以及根据权利要求13所述的用于制造该部件的方法实现了前述目的。本专利技术的根本目的是减少制造成本并且优化用于涡轮机的部件的性能，特别是如果该部件暴露在非常高的工作温度下例如高于1173K的温度时的性能。为了实现前述目的，本文公开了包括双层热粘合涂层的部件，所述双层热粘合涂层包括两个不同的热粘合涂层。双层热粘合涂层结合了单个热粘合涂层的优点以提供部件的增强的耐久性和优异的性會K。前述用于涡轮机的部件包括具有外表面的内核。第一热粘合涂层被布置在内核的至少一部分上。此后第二热粘合涂层被布置在第一热粘合涂层上。第一热粘合涂层和第二热粘合涂层的布置为使得第一热粘合涂层夹在内核与第二热粘合涂层之间。此处，第二热粘合涂层的最大工作温度T2max高于第一热粘合涂层的最大工作温度Tlmax。第一热粘合涂层的化学组成与第二热粘合涂层的化学组成不同以提供不同的最大工作温度。本文中最大工作温度指的是直至实现最大工作温度时涂层仍然完好的在内核上的温度，即涂层不被破坏或开裂或破裂。然而，第一热粘合涂层可以布置在内核的整个范围上，并且此后第二热粘合涂层可以被布置在第一热粘合涂层上。于是，整个部件是以双层的方式热粘合涂覆的。另外，该部件可以是翼片，翼片安装于其上的平台部分等。根据本专利技术的实施方案，第一热粘合涂层的厚度(tl)大于第二热粘合涂层的厚度(t2)。于是，如果第一热粘合涂层包括不昂贵的低品质粘合涂层材料并且第二热粘合涂层包括昂贵的高品质粘合涂层材料，则对降低部件的制造成本是有利的。根据本专利技术的又一实施方案，第二热粘合涂层的厚度(t2)在ΙΟμπι至ΙΟΟμπι的范围内，第一热粘合涂层的厚度U1)在ΙΟΟμπι至300μπι的范围内。前述第一热粘合涂层和第二热粘合涂层的厚度(t#Pt2)对实现部件的最优的热性能和最优的成本降低是有利的。根据本专利技术的另一实施方案，第一热粘合涂层能够吸收硫。于是，可以保护内核免受硫的侵蚀，这是因为硫被第一热粘合涂层吸收。因而，增加了部件的工作寿命。根据本专利技术的又一实施方案，第一热粘合涂层的硫吸收系数大于第二热粘合涂层的硫吸收系数。这个特征有益于在即使由于硫侵蚀第二热粘合涂层而第二热粘合涂层耗尽的情况下也可提供对内核的增强的保护。根据本专利技术的又一实施方案，存在于第一热粘合涂层中的铬的百分比大于存在于第二热粘合涂层中的铬的百分比。本文利用了铬吸收硫的能力。与第二热粘合涂层相比，第一热粘合涂层中较高的铬的百分比有益于在第二热粘合涂层耗尽的情况下提供对内核的增强的保护。根据本专利技术的又一实施方案，第二热粘合涂层包括铼。铼增强部件的耐久性和耐磨性。另外地，由于铼的存在，部件能够暴露在较高的工作温度下。另外，由于铼的存在减少了部件的氧化。于是，增强了部件的工作寿命和部件的热性能。根据本专利技术的又一实施方案，第一最大温度Tlmax小于或等于1173K，以及第二最大温度T2max大于1173K。根据本专利技术的又一实施方案，在部件中包括外陶瓷涂层。外陶瓷涂层被布置在第二热粘合涂层上。外陶瓷涂层的布置为使得第二热粘合涂层夹在外陶瓷涂层与内核的一部分之间。由存在的外陶瓷核保护内核、第一热粘合涂层以及第二热粘合涂层。根据用于制造根据任意前述实施方案的部件的方法，在内核上设置第一热粘合涂层，以及在第一热粘合涂层上设置第二热粘合涂层。根据本专利技术的又一实施方案，通过在内核上覆盖第一热粘合涂层来在内核上设置第一热粘合涂层。通过在第一热粘合涂层上覆盖第二热粘合涂层来在第一热粘合涂层上设置第二热粘合涂层。根据本专利技术的另一实施方案，可以通过以下任意工艺来设置粘合涂层的覆盖，SP:电子束物理气相沉积、空气等离子体喷涂、高速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel)、静电喷涂辅助气相沉积以及直接气相沉积。现在将参照本专利技术的附图对本专利技术的涉及用于涡轮机的部件以及用于制造该部件方法的前述和其他实施方案进行描述。所示出的实施方案旨在是示例性的，并且不限制本专利技术。所附附图包含下面的图，其中贯穿说明书和附图，相同的附图标记指代相同的部分。附图以示例的方式示出了本专利技术的实施方案的另一些实施例，其中:图1示出了用于涡轮机的示例性部件的透视图；图2示出了在图1中沿着部分I1-1I截取的所指出的部件的截面图；图3示出了根据本专利技术的一个或更多个实施方案的在图2中所指出的部件的部分III;以及图4示出了用于制造在图1中所指出的部件的方法的流程图。在图1中示出了根据本专利技术的一个或更多个实施方案的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮机的部件(1)，其中所述部件包括具有外表面(9)的内核(6)，所述部件(1)还包括：‑第一热粘合涂层(11)，所述第一热粘合涂层(11)布置在所述内核(6)的至少一部分(10)上的所述外表面(9)上，其中所述第一热粘合涂层(11)被优化成在最高达第一最大温度(T1max)下工作；以及‑第二热粘合涂层(12)，其中所述第二热粘合涂层(12)布置在所述第一热粘合涂层(11)上，使得所述第一热粘合涂层(11)位于所述第二热粘合涂层(12)与所述内核(6)的所述外表面(10)之间，其中所述第二热粘合涂层(12)被优化成在最高达第二最大温度(T2max)下工作，其中所述第二最大温度(T2max)高于所述第一最大温度(T1max)，其中所述第一热粘合涂层(11)的厚度(t1)大于所述第二热粘合涂层(12)的厚度(t2)。

【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：维尔纳·斯塔姆，法蒂·艾哈迈德，埃卡特·舒曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE