一种燃气轮机透平叶片热障涂层及其制备方法技术

技术编号:20561634 阅读:65 留言:0更新日期:2019-03-14 05:51
针对燃气轮机透平叶片对低成本、长寿命热障涂层的需求,本发明专利技术提供了一种MCrAlY底层兼具结构致密和较大粗糙度的热障涂层体系。其具体实施过程为:步骤1:采用超音速喷涂方法在零件表面制备0.07‑0.15mm的MCrAlY致密层;步骤2:采用超音速喷涂方法在零件表面制备0.05‑0.07mm的MCrAlY粗糙层;步骤3:对喷涂完上述涂层零件进行真空热处理,热处理制度为:1050℃±10℃,保温3h±0.5h,叶片随炉冷却至200℃以下,充氩气冷却至80℃以下出炉;步骤4:采用大气等离子喷涂方法在零件表面制备0.20‑0.50mm的YSZ陶瓷面层。该热障涂层具有抗氧化腐蚀性能良好、界面结合强度高等优点,解决了燃气轮机透平叶片对低成本、长寿命热障涂层的需求。

A Thermal Barrier Coating for Gas Turbine Blades and Its Preparation Method

Aiming at the requirement of low cost and long life thermal barrier coating for gas turbine blades, the present invention provides a thermal barrier coating system of MCrAlY bottom layer with both compact structure and large roughness. The specific implementation process is as follows: step 1: using supersonic spraying method to prepare 0.07 0.15mm CrAlY compact layer on the surface of parts; step 2: using supersonic spraying method to prepare 0.05 0.07 mm CrAlY rough layer on the surface of parts; step 3: vacuum heat treatment of the parts coated above, the heat treatment system is 1050 10 C, holding for 3;0.5h, and the blades are cooled with furnace. Step 4: YSZ ceramic coating of 0.20 0.50 mm was prepared on the surface of parts by atmospheric plasma spraying. The thermal barrier coating has the advantages of good corrosion resistance and high interfacial bonding strength. It solves the need of low cost and long life thermal barrier coating for gas turbine blades.

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机透平叶片热障涂层及其制备方法
本专利技术属于燃气轮机透平叶片防护涂层
,特别提供一种燃气轮机透平叶片低成本、长寿命、高可靠性热障涂层及其制备方法。
技术介绍
燃气轮机透平叶片服役环境恶劣,长期经受高温燃气的冲击和侵蚀,其表面需涂敷由抗氧化腐蚀性能良好的MCrAlY金属粘结底层,其中M为Ni、Co或Ni+Co,和导热系数低的Y2O3部分稳定的ZrO2,即YSZ陶瓷面层组成的热障涂层TBCs,以提高其抗烧蚀能力,延长其服役寿命和可靠性。MCrAlY粘结层作为陶瓷面层和高温合金基体之间的过渡层,其作用主要有两个:一是降低陶瓷面层和高温合金基体之间由于热膨胀系数不匹配所引起的热应力;二是提高整个热障涂层体系的抗氧化腐蚀性能。为了满足燃气轮机叶片对长寿命、高可靠性热障涂层的需求,MCrAlY粘结层既要结构致密又要有较大粗糙度。为了满足这个需求,商用MCrAlY底层一般采用低压等离子LPPS或真空等离子VPS喷涂方法制备。这两种方法制备的涂层致密,且粗糙度良好,但生产成本高。为了降低生产成本,人们提出了采用超音速火焰喷涂HVOF法制备MCrAlY底层或大气等离子喷涂APS法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机透平叶片热障涂层,其特征在于,所述热障涂层由内到外分别为MCrAlY致密层、MCrAlY粗糙层和YSZ陶瓷面层,其中M=Ni,Co或Ni+Co。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机透平叶片热障涂层,其特征在于,所述热障涂层由内到外分别为MCrAlY致密层、MCrAlY粗糙层和YSZ陶瓷面层,其中M=Ni,Co或Ni+Co。2.按照权利要求1所述燃气轮机透平叶片热障涂层,其特征在于:所述MCrAlY粗糙层表面粗糙度Ra大于8μm。3.按照权利要求1所述燃气轮机透平叶片热障涂层,其特征在于:MCrAlY致密层厚度为0.07-0.15mm;MCrAlY粗糙层厚度为0.05-0.07mm;YSZ陶瓷面层厚度为0.20-0.50mm。4.一种权利要求1所述燃气轮机透平叶片热障涂层制备方法,其特征在于,具体步骤为:1)、采用超音速喷涂粒径为-88+16μmM...

【专利技术属性】
技术研发人员:程玉贤芦国强张艺馨王璐李晓罡
申请(专利权)人:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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