[发明专利]用于燃气轮机的涡轮叶片的防腐耐蚀涂层

说明书

涡轮机尤其是燃气轮机的部件，其中该部件上有用于增强防腐耐蚀性的涂层，其中该涂层优选直接被施加在该部件上，其中，该涂层由功能层和中间层构成，其中该中间层布置在涡轮叶片基材和功能层之间，且其中该功能层由元素Al、Cr、O和N构成。

本发明涉及具有提供更好防腐耐蚀性的涂层的燃气轮机用叶片以及具有这种涂层的其它燃气轮机部件。

背景技术

燃气轮机部件遇到腐蚀介质。为了防腐保护所述部件而公开了施加涂层。尤其是，在此采用从气相中沉积的物理涂层。

根据常见的现有技术，采用TiN/Ti、TiN/TiAlN和TiAlN层系。它们显示出更好的耐蚀性，但例如在应用在高铬含量的钢基材时耐蚀性不足。

DE102015212588展示一种改进方案。它描述了一种涂层体系，用于受到腐蚀作用的基材，其具有至少包括第一、第二和第三层的表面，其中，

-设置在基材表面与第二层之间的第一层作为增附层构成，

-第二层是具有柱状结构的延展性金属层，和

-设置在第二层的背对基材的一侧上的第三层是具有至少20GPa硬度的陶瓷氧化物层。

以单位GPa算的硬度数据涉及压力，涂层能以该压力抵抗物体入侵。

根据现有技术将第一层设计成增附层有助于获得在基底材料与涂层体系的第二层之间的更好附着。

第二层通过其起到牺牲阳极的作用按照阴极方式来保护基材。第二层的延展性用于阻截在振动载荷下的伸展，而没有出现层膜开裂。第二层的柱状结构用于平衡由第三层造成的固有应力。

涂层体系的第三层最好具有氧化铝和/或氧化铬和/或以混晶结构形式的铝铬氧化物。它也可以完全由这些氧化物构成。通过所述氧化物，第三层耐氧化，因为它已经由至少一种氧化物构成并为此可被应用在高温下。第三层具有很致密的结构。第三层通常作为第二层的防腐保护。另外，第三层因为其陶瓷特性而起到绝缘作用，由此有利地抑制导电作用。另外，第三层比基底材料硬许多，因此对于其下方的层和基底材料有利地起到耐蚀保护作用，特别是防止滴蚀和颗粒腐蚀。优选地，所述第三层的硬度约为25GPa。

还知道了一种制造针对受到腐蚀的基材的涂层体系的方法，包括对应于本发明的涂层体系的三个层，其中，所有层的材料通过物理气相沉积(PVD)来施加。该方法之所以有利，是因为不需要热处理。另外，通过PVD所施加的层具有有利的表面粗糙度，其造成良好的空气动力学特性。

该涂层体系的PVD层根据现有技术通过阴极火花蒸发和/或溅射来施加。

但在根据现有技术的包括三层的层系中不利的是以下事实：很硬的第三氧化物层具有过小的弹性，使该层系在受到颗粒冲击时保持无损。由此，它可能在局部丧失其作为针对第二层的保护层的作用。

发明任务

本发明因此任务是提出一种用于燃气轮机部件的涂层系统，其具有更好的防腐耐蚀性。

根据本发明的解决方案

根据本发明，该任务通过一种部件完成。根据本发明的部件具有耐蚀防腐的涂层，其包括功能层和中间层，中间层布置在所述涡轮叶片基材和功能层之间。

人们可以具体说，本发明提供一种涡轮机特别是燃气轮机的部件且优选是涡轮叶片，其如下所述地具有用于增强耐蚀防腐性的涂层。

根据本发明的涂层优选被直接施加在该部件上。它的特点是，它由功能层和中间层构成。在此，该中间层布置在所述涡轮叶片基材和功能层之间。该功能层基本上由元素Al、Cr、O和N构成，它们全都必须出现。功能层最好只需由这些元素构成。在本发明的进一步理解的方面，可以有一种或多种其它元素，但仅是这样的类型和以这样的量，即，它们没有影响或者没有不利地影响到防腐性和耐蚀性。