[发明专利]铝化物覆盖层系统和用于形成铝化物覆盖层系统的工艺

说明书

本发明公开一种铝化物覆盖层系统和用于形成铝化物覆盖层系统的工艺。所述工艺包括制备按重量计包括约35％到约65％的铝供体粉末、约1％到约25％的粘合剂且余量基本上是载体的浆料，所述铝供体粉末包括至少35wt％的铝。将所述浆料施加到所述衬底。所述衬底为基本上不含铝的镍基超合金或钴基超合金。所述浆料被加热以形成包括附加的铝化物层和设置于所述衬底与所述附加的铝化物层之间的相互扩散区的铝化物扩散覆盖层。

技术领域

本发明是针对铝化物覆盖层(aluminide coating)系统和用于形成铝化物覆盖层系统的工艺(processes)。更具体地说，本发明是针对用于在基本上不含铝的镍基超合金或钴基超合金上形成铝化物扩散覆盖层的工艺。

背景技术

燃气涡轮包括部件，例如斗叶(buckets)(叶片)、喷嘴(轮叶)、燃烧器、防护罩(shrouds)和涂覆有(coated with)热屏障覆盖层以保护部件免于燃气涡轮内发现的极端温度、化学环境和物理状况的其它热气路径部件。铝化物覆盖层已被熟知多年且广泛用于保护金属表面免于氧化和腐蚀。另外，铝化物覆盖层已用作用于热屏障覆盖层系统的粘结覆盖层。与铝化物覆盖层相关的一个挑战为上面可放置有有效铝化物覆盖层的有限衬底。举例来说，虽然需要钴基超合金以归因于其在高温下的高抗氧化性和抗热腐蚀性而用于燃气涡轮发动机部件中，但这些合金难以涂覆有铝化物覆盖层。具体来说，几乎不具有或不具有铝的钴基超合金由于极脆性金属间相位(very brittle intermetallic phases)的形成而尚未为上面可使能扩散铝化物覆盖层的系统。

发明内容

在示范性实施例中，一种用于在衬底上形成铝化物覆盖层系统的工艺。所述工艺包括制备按重量计包括约35％到约65％的铝供体粉末、约1％到约25％的粘合剂且余量基本上是载体的浆料，所述铝供体粉末包括至少35wt％的铝。将所述浆料施加到所述衬底。所述衬底为不具有任何铝或基本上不含铝的镍基超合金或钴基超合金(nickel or cobaltbased superalloy)。所述浆料被加热以形成包括附加的铝化物层和设置于所述衬底与所述附加的铝化物层之间的相互扩散区的铝化物扩散覆盖层。

其中，所述铝供体粉末包括铝粉和附加的组分。

其中，所述附加的组分为硅粉。

其中，所述粘合剂是由从下列各物组成的群组中选出：铬酸盐化合物、磷酸盐化合物、钼酸盐化合物、钨酸盐化合物和其组合。

其中，所述粘合剂是由从下列各物组成的群组中选出：铬酸、磷酸和其组合。

其中，所述浆料在所述衬底上被加热到处于约800℃到约900℃范围内的温度。

其中，形成所述铝化物扩散覆盖层包括作为内部类型覆盖层而形成所述铝化物扩散覆盖层。

其中，所述铝化物扩散覆盖层为内部铝化物覆盖层。

其中，所述衬底为燃气涡轮部件。

其中，所述燃气涡轮部件是由从下列各物组成的群组中选出：斗叶、喷嘴、防护罩、燃烧器、热气路径部件和其组合。

其中，所述衬底包括镍基超合金。

其中，所述衬底包括钴基超合金。

其中，所述衬底包括按重量计具有约10％的镍、约29％的铬、约7％的钨、约1％的铁、约0.25％的碳、约0.01％的硼且余量为钴的组合物。

其中，所述衬底包括小于0.5wt％的铝。

其中，所述衬底包括小于0.1wt％的铝。

其中，所述衬底包括小于0.01wt％的铝。