專利名稱：處理渦輪葉尖的方法和用該法處理的渦輪葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理渦輪葉尖的方法和用該法處理的渦輪葉片。
背景技術(shù)：
在例如用作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或陸基工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪機(jī)的操作中，從效率的觀點(diǎn)出發(fā)，希望在渦輪葉尖和外殼中的相應(yīng)的密封件之間的余隙盡可能小。如果該間隙太大，渦輪機(jī)的效率就降低，因?yàn)樘罅康母吣軞怏w能從該未用的間隙逸走。為此，渦輪葉尖設(shè)有磨蝕覆蓋層，可以至少在操作初期當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使渦輪葉尖在可磨蝕的密封件中切割出痕跡來。這些磨蝕覆蓋層通常包含切割到該密封件中的硬質(zhì)的研磨微粒或切割微粒。已知將這些微粒埋置在設(shè)置于葉尖的表面上的一個(gè)抗氧化的金屬基體中。
從US-A-5,935,407的例子已知利用電技術(shù)將微粒埋置在一個(gè)金屬基體中。該文件公開使用當(dāng)今常用的陶瓷立方氮化硼(cBN)作為硬質(zhì)研磨微粒。但是該cBN微粒具有在例如高于800℃的高溫下迅速氧化的特性，因而該磨蝕覆蓋層的性能大大變壞。
還已知將碳化硅(SiC)用作磨蝕覆蓋層中的硬質(zhì)微粒(例如參見US-A-4,249,913)。但是SiC的缺點(diǎn)是它在熱動(dòng)力學(xué)方面不夠穩(wěn)定，尤其當(dāng)它接觸超合金時(shí)。特別對(duì)于在極高溫度下操作的渦輪機(jī)，當(dāng)前常用通常為鎳基或鈷基合金的此種超合金來制造渦輪葉片。由于其熱動(dòng)力學(xué)的不穩(wěn)定性，SiC與鎳的接觸例如導(dǎo)致生成硅化物會(huì)導(dǎo)致SiC以及磨蝕覆蓋層的剝蝕。作為該問題的解決辦法，US-A-4,249,913中建議，用氧化鋁(Al2O3)對(duì)SiC微粒覆蓋層，以便由此防止SiC與該金屬基體直接接觸以及硅和該金屬基體的擴(kuò)散和/或反應(yīng)。但是該解決辦法的缺點(diǎn)是，在諸如氧化鋁層中的裂紋或裂痕的損傷情況下，在硅和該金屬基體之間又可能直接接觸，這導(dǎo)致SiC微粒因而磨蝕覆蓋層的剝蝕。
因此，從該技術(shù)的這種狀態(tài)出發(fā)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種處理渦輪葉尖的方法，該法能產(chǎn)生這樣一種磨蝕覆蓋層，該覆蓋層既有良好的切割和研磨特性，又有阻止剝蝕作用的提高的抗力。本發(fā)明的另一目的是提出一種已用該方式處理的渦輪葉片。
滿足該目的的本發(fā)明的主題的特征是相應(yīng)范疇中的獨(dú)立權(quán)利要求的特點(diǎn)。
因此，按照本發(fā)明，提出一種處理渦輪葉尖的方法，其中碳化硅(SiC)微粒粘合在渦輪葉片的表面上以產(chǎn)生一磨蝕覆蓋層，在SiC微粒上產(chǎn)生一自恢復(fù)的屏障層。
由于用作擴(kuò)散和反應(yīng)壁壘的屏障層是自恢復(fù)的，所以即使SiC微粒的覆蓋層中的裂紋也不會(huì)導(dǎo)致剝蝕，因?yàn)檫@些裂紋由于該自恢復(fù)的特征而重新閉合，從而永久防止SiC微粒和金屬部件之間的接觸。由此顯著地延長了磨蝕覆蓋層的壽命。
在一個(gè)完成該方法的優(yōu)選方式中，該自恢復(fù)的屏障層是在將SiC微粒施加到葉尖表面之前在SiC微粒上產(chǎn)生的。這有利于SiC微粒的一種簡單而有效的覆蓋層。
該自恢復(fù)的屏障層最好利用覆蓋層用選自下列一組元素的材料產(chǎn)生鉻(Cr)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、釔(Y)、鈧(Sc)、釷(Th)、鈾(U)、鉬(Mo)及上述元素的合金。利用這些材料的覆蓋層能生成自恢復(fù)的良好的屏障層。
該屏障層尤其最好用鉻或鉻合金的覆蓋層產(chǎn)生。利用鉻的覆蓋層，在Cr-SiC邊界處生成熱動(dòng)力性能穩(wěn)定的碳化硅鉻層Cr5Si3C，該層形成對(duì)擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)邊程的屏障。如果生成一條延伸通過Cr-SiC邊界層的裂紋，那么鉻漂移到該裂紋的區(qū)域內(nèi)，從而該裂紋閉合。
按照一種完成該方法的有利方式，SiC微粒利用將其埋置到一金屬基體中而被粘合在葉尖的表面上。已經(jīng)證明，SiC微粒可被埋置入一種MCrAlX基體中，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
一種產(chǎn)生該磨蝕覆蓋層的優(yōu)先的可能性是，設(shè)有屏障層的SiC微粒固定在一載體如一金屬薄板上，隨后通過覆蓋層產(chǎn)生一金屬基體，其中至少埋置SiC微粒的遠(yuǎn)離該載體的表面區(qū)域，該遠(yuǎn)離載體的表面固定在葉尖上，而后去除載體。該方法保證在SiC微粒和葉尖的表面之間不存在間隙或洞孔，由此導(dǎo)致SiC微粒的特別良好和可靠的固定。
該方法的一種帶來同樣優(yōu)點(diǎn)的類似的優(yōu)選的變化方案是這樣完成的，使得SiC微粒固定在一載體上，例如一金屬薄板上，該屏障層在SiC微粒上產(chǎn)生(特別是利用一種PVD方法)，隨后產(chǎn)生一種金屬基體，其中至少埋置該SiC微粒的遠(yuǎn)離該載體的表面區(qū)域，該遠(yuǎn)離載體的表面固定在葉尖上，而后去除該載體。
在這兩種方法的變化方案中，遠(yuǎn)離該載體的表面最好利用釬焊而固定在葉尖上。
為實(shí)用起見，最好通過從蒸汽相的物理沉積即PVD法特別是高速PVD法來產(chǎn)生該金屬基體。
一種不同的方法在于利用釬焊將SiC微粒粘合在葉尖上。
該配置中可能有利的是，如果在釬焊之前先在葉尖上產(chǎn)生一個(gè)MCrAlX層，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。該MCrAlX層最好利用一種PVD法產(chǎn)生，特別是一種高速PVD法。
另一可能性是利用激光焊接將SiC微粒粘合在葉尖上。
尤其是，在釬焊SiC微粒的情況下，當(dāng)SiC微粒在屏障層之外還設(shè)有一個(gè)保護(hù)層時(shí)可能是有利的，最好利用一個(gè)MCrAlX的保護(hù)層，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
按照本發(fā)明的渦輪葉片的特征在于，它有一個(gè)按照本發(fā)明的方法來處理的葉尖。
這特別是這樣一種渦輪葉片，其葉尖有一個(gè)含SiC微粒的磨蝕覆蓋層，其中該SiC微粒有一自恢復(fù)的屏障層。形成的優(yōu)點(diǎn)類似于按照本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)。
在該渦輪葉片的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該屏障層是通過覆蓋層利用一種選自下列一組元素的材料而產(chǎn)生的鉻(Cr)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、釔(Y)、鈧(Sc)、釷(Th)、鈾(U)、鉬(Mo)及上述元素的合金。
該屏障層尤其最好通過覆蓋鉻或鉻合金(鉻化)的方法來產(chǎn)生。
在該渦輪葉片的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些SiC微粒利用埋置到一種金屬基體中而被粘合在葉尖的表面上。
SiC微粒尤其最好被埋置在一個(gè)MCrAlX基體中，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
本發(fā)明的其它有利的措施和優(yōu)選實(shí)施例來自于附屬的權(quán)利要求。
下面參考實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖中

圖1是按照本發(fā)明的一種渦輪葉片的一個(gè)實(shí)施例；圖2是帶有按照本發(fā)明的一個(gè)屏障層的實(shí)施例的SiC微粒的示意圖；圖3是通過利用本發(fā)明的方法產(chǎn)生的渦輪葉片的葉尖上的一個(gè)磨蝕層的截面圖；以及圖4是完成本方法的優(yōu)選方式。
圖1表示按照本發(fā)明的渦輪葉片1的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。渦輪葉片1有一葉尖11，是渦輪葉片1的離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線最遠(yuǎn)的端部。葉尖11的表面上設(shè)置一磨蝕層12，層12與可磨蝕密封件41以在渦輪機(jī)操作狀態(tài)中本質(zhì)上已知的方式相互配合。可磨蝕的密封件41利用載體介質(zhì)42固定在渦輪機(jī)的外殼4上。密封件42例如可以用陶瓷材料制造。磨蝕層12是利用按照本發(fā)明的方法而產(chǎn)生的，這將在后面說明。
渦輪葉片1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向用箭頭D表示，換句話說，渦輪葉片1轉(zhuǎn)入該圖的平面。至少在最初操作期間渦輪葉片1研磨可磨蝕密封件41或切割到密封件41中。其結(jié)果是葉尖11和密封件41之間的間隙余隙盡可能小，使得只有非常少的高能氣體能通過該余隙無用地逸走。
按照本發(fā)明的用于處理渦輪葉片1的葉尖11的方法其特別的特征在于，葉尖11的表面上粘合碳化硅(SiC)，以便產(chǎn)生磨蝕覆蓋層，其中在SiC微粒上提供自恢復(fù)的屏障層。
圖2表示這樣一種覆蓋層的SiC微粒(整體用3表示)的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。該覆蓋層的SiC微粒3包括真正的SiC微粒31、自恢復(fù)的屏障層32和材料33，SiC微粒用材料33覆蓋層以產(chǎn)生屏障層32。
已知SiC并非是熱動(dòng)力穩(wěn)定的。特別是與金屬或金屬化合物如鎳(Ni)或鎳合金的接觸導(dǎo)致SiC剝蝕。這可以導(dǎo)致生成不同鎳硅化合物形式的硅化物和純碳的沉積，使得SiC與Ni接觸時(shí)分解。
Ni和Ni合金非常重要，因?yàn)樵S多通常用于制造極高操作溫度(如高于800℃)的渦輪葉片的超級(jí)合金是鎳基合金。
為了避免鎳(或渦輪葉片的不同金屬元素)和SiC微粒之間的接觸，在按照本發(fā)明的SiC微粒31上提供自恢復(fù)的屏障層32，它用作SiC與其金屬環(huán)境之間的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)屏障層。為此，例如可以在SiC微粒上產(chǎn)生熱動(dòng)力性能比SiC更穩(wěn)定的碳化物或碳化物化合物。
屏障層32的一個(gè)對(duì)本發(fā)明很重要的特性是它是自恢復(fù)的。屏障層32是一個(gè)活性層，它在損傷事件中能“恢復(fù)”其自身。這意味著，當(dāng)存在通過屏障層32而延伸到SiC的裂紋或損傷時(shí)，此時(shí)微粒擴(kuò)散到該屏障層之外而與材料33一起進(jìn)入該裂紋或損傷區(qū)，與硅化合，從而閉合屏障層32中的裂紋或損傷。通過該自恢復(fù)的特性，能有效地避免SiC微粒31的剝蝕，這意味著能實(shí)現(xiàn)一種特別耐久的和完全起作用的磨蝕覆蓋層12，它在超過800℃的溫度仍然穩(wěn)定，不會(huì)氧化，相對(duì)于可磨蝕的密封件41具有極好的切割和研磨特性。
在實(shí)施該方法的一種特別優(yōu)選的途徑中，利用下列元素之一涂敷SiC微粒31而產(chǎn)生屏障層32鉻(Cr)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、釔(Y)、鈧(Sc)、釷(Th)、鈾(U)、鉬(Mo)。也可使用上述元素的合金來生產(chǎn)該屏障層。這些元素的覆蓋層導(dǎo)致生成其熱動(dòng)力性能比SiC更穩(wěn)定的碳化物。
下面參考一個(gè)在實(shí)踐中特別有關(guān)聯(lián)而優(yōu)選的例子，其中通過用鉻涂敷SiC微粒而產(chǎn)生按照本發(fā)明的屏障層32。但是這些說明也適用于其它元素或合金。
SiC微粒3是利用埋入一金屬基體中而優(yōu)選地粘合在葉尖的表面上的。圖3表示通過渦輪葉片的葉尖11上的磨蝕覆蓋層12的截面。覆蓋層的SiC微粒3埋置在金屬基體5中，基體5提供在葉尖11的表面上。金屬基體5最好是一種MCrAlX型式的基體，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。元素釔用作X特別有利。
下面說明按照本發(fā)明的方法的一些特定實(shí)施例。
一種優(yōu)選的措施在于在將SiC微粒31施加到葉片頂端11的表面上之前涂敷SiC微粒31。使用商售的SiC微粒作為初始材料，它最好有最大500μm(微米)的直徑，特別是300～400μm的直徑，然后SiC微粒用鉻(Cr)覆蓋層，使得它們盡可能有一例如厚約10μm的鉻層33。該鉻層可以利用本質(zhì)上已知的所有方法來產(chǎn)生。熱化學(xué)工藝、填塞粘結(jié)作用、從蒸汽相出來的物理或化學(xué)沉積法(PVD物理氣相沉積法；CVD化學(xué)氣相沉積法)、從溶液或稀漿的沉積或電鍍工藝均特別適合于產(chǎn)生鉻層33。這些產(chǎn)生鉻層的方法對(duì)該技術(shù)的普通專業(yè)人員是一般知識(shí)，因此不需進(jìn)一步說明。
當(dāng)對(duì)SiC微粒31進(jìn)行覆蓋層(圖2)時(shí)，在SiC和Cr之間的邊界區(qū)中形成具有化學(xué)成分Cr5Si3C的碳化硅鉻層。該屏障層32在外側(cè)由元素Cr的層33包圍。該Cr5Si3C尤其具有自恢復(fù)的特點(diǎn)。如果產(chǎn)生一個(gè)裂紋，那么元素Cr將擴(kuò)散到層33的外面而進(jìn)入裂紋區(qū)中并將恢復(fù)其性能。通過該機(jī)制，阻止了其它金屬元素(如鎳)從制成渦輪葉片的合金或從金屬基體5向SiC中的擴(kuò)散，從而避免磨蝕覆蓋層的剝蝕。已經(jīng)顯示，即使在1000℃的溫度下，Cr5Si3C-SiC體系在熱動(dòng)力性能和化學(xué)性能方面也是穩(wěn)定的。
可以有利地隨后使已涂有鉻和鉻合金的SiC微粒3最好在900℃～1600℃范圍內(nèi)接受熱處理，以便保證在屏障層32(此處換句話說是Cr5Si3C層)的形成中特別好地稍許地產(chǎn)生多孔性。
在SiC微粒31已涂了鉻之后，它們必須被粘合在渦輪葉片1的葉尖11的表面上。渦輪葉片通常用一種超合金如鎳基合金(如商品名稱Inconel[因康鎳合金]718)制成。具有鉻層33和屏障層32的SiC微粒31最初暫時(shí)固定在葉尖11的表面上。這可以通過用環(huán)氧樹脂粘住或通過聚合工藝而產(chǎn)生。隨后在葉尖11上產(chǎn)生金屬基體5(見圖3)，其中埋置覆蓋層的SiC微粒3。按照一種優(yōu)選方法，通過物理氣相沉積法(PVD)產(chǎn)生為MCrAlX型式的金屬基體5，其中M最好為元素Ni。各種適用于這樣做的PVD方法對(duì)于該技術(shù)的普通專業(yè)人員是已知的，因此這方面不需進(jìn)一步說明。HS-PVD法(HS高速)尤其適用，其中使用特別高的沉積速率。在該實(shí)施例中，產(chǎn)生的金屬基體5具有約350μm的厚度。利用金屬基體的沉積，SiC微粒被埋置入該基體中并利用該法牢固地固定在渦輪葉片11的表面上。由此渦輪葉片1在其葉尖11上接受磨蝕覆蓋層12，它包含覆蓋層的SiC微粒作為研磨元素和/或切割元素。
也可以替換地首先將尚未被覆層的SiC微粒31利用如環(huán)氧樹脂牢固地粘合在葉尖11上，然后在第一步驟中利用一個(gè)PVD方法覆蓋SiC微粒31，由此形成屏障層32和鉻層33，并最終利用一個(gè)PVD工藝將金屬基體5沉積在葉尖11上，使得SiC微粒埋置入基體5中并粘合在葉尖11上。
為了在SiC微粒3和葉尖11之間獲得甚至更好和更耐久的化合物，圖4中看到的按照本發(fā)明的實(shí)施例是合適的。
如圖4中最上圖中所示，覆蓋層的SiC微粒最初例如利用環(huán)氧樹脂7的粘附而固定在載體6上。載體6最好為一約1～2mm厚的金屬板，如Ni板或用鎳基合金Inconel 718制成的板。固定在載體6上的SiC微粒而后用MCrAlX型的金屬基體5在一種PVD工藝中覆蓋層，其中M最好是Ni。金屬基體5的厚度為約10～200μm。這示于圖4中從上往下的第二圖中。通過該步驟，按照該圖，每個(gè)覆蓋層的SiC微粒3的表面區(qū)的上端部和最好至少上半部涂有金屬基體5。如圖4中從上往下的第三圖所示，載體6現(xiàn)在上下顛倒，而覆蓋了SiC微粒的基體5利用釬焊固定在葉尖11的表面上，使得涂有MCrAlX的SiC微粒的“腳”埋置在釬焊層8中。最后，如圖4中最下圖所示，去除載體6。這可以用彎曲、剝離、研磨或任何其它合適的處理方法來完成。
該法保證在SiC微粒和葉尖11之間不形成空腔。由此在SiC微粒和葉尖11之間形成特別良好而可靠的連接，利用該方法可將磨蝕覆蓋層12特別良好而持久地固定在葉尖11上。
也可以在圖4中見到的方法中最先將末覆蓋層的SiC微粒31牢固地附著在載體6上，而后在一第一PVD工藝中提供帶有鉻層或另一可能的層33的SiC微粒31，由此形成屏障層32。該鉻層最好涂敷成厚約10μm。隨后同樣利用PVD涂敷例如100～200μm厚的MCrAlX層，由此每個(gè)涂Cr的SiC微粒3的表面區(qū)的按照該圖的上端部和最好是至少上半部涂有金屬M(fèi)CrAlX?，F(xiàn)在帶有部分涂MCrAlX的SiC微粒3翻轉(zhuǎn)了，而覆蓋了SiC微粒的MCrAlX基體5利用釬焊固定在葉尖11的表面上，使得涂有MCrAlX的SiC微粒埋置在釬焊層中。最后去除載體6。
作為利用PVD法制造金屬基體5的替代，也可以利用釬焊將涂Cr時(shí)SiC微粒3埋置在一金屬基體中而將其固定在葉尖11的表面上。如果SiC微粒3利用釬焊被粘合在葉尖上，那么最初將涂Cr的SiC微粒3暫時(shí)固定在葉尖11上也是有利的，例如利用環(huán)氧樹脂的粘結(jié)，然后開始釬焊工藝。
選擇適當(dāng)?shù)挠埠噶先Q于特定用途。下面將說明一些可能性，它們參考用鎳基合金Inconel 718制造的渦輪葉片1的示范的特性。
原則上可以使用或不使用填充材料(填充劑)而進(jìn)行釬焊。適當(dāng)?shù)拟F焊材料例如是這樣的硬焊料，它們屬于由申請(qǐng)人用商品名稱Amdry銷售的產(chǎn)品組。例如Amdry 936(一種Ni-Mn-Si-B-Cu-Re高溫釬焊材料)或Amdry 775(一種帶有Cr和B[硼]的鎳基焊料)特別適用。如果使用填充劑，Amdry 9951特別適用。這是一種帶有Ni、Cr、Al、Y的Co基材料。
也可以通過釬焊工藝而產(chǎn)生其中埋置覆蓋Si的微粒的MCrAlX基體5。
一個(gè)有利的措施是在釬焊之前提供帶MCrAlX層的葉尖11，該層例如厚約50μm，最好利用PVD法產(chǎn)生。隨后利用釬焊將涂Cr的SiC微粒3固定在該層上。這先涂敷的MCrAlX層用作葉尖11的材料和SiC微粒3之間的中間屏障層，它在釬焊期間防止或至少大大減少Ni從葉片材料Inconel 718的擴(kuò)散。
另一變化方案在于利用激光焊接將涂Cr的SiC微粒固定在葉尖上。也可以首先利用激光焊接先在葉尖11上產(chǎn)生一個(gè)MCrAlX層，其中X最好是釔(Y)，然后利用激光焊接將涂Cr的SiC微粒固定在葉尖11上，其中最好使用一種富MCrAlX的填充劑材料。這樣也能利用激光焊接將SiC微粒3埋置在葉尖上的MCrAlX基體上。
在利用釬焊和激光焊接的方法中，當(dāng)涂Cr的SiC微粒3在焊接或激光處理之前先用一附加的保護(hù)層包圍時(shí)，將特別有利。該保護(hù)層最好也是McrAlX型式，M最好是鎳，而X最好是釔?？梢杂糜诋a(chǎn)生該保護(hù)層的包層方法本質(zhì)上是已知的，因此不需在此進(jìn)一步說明。
也可以首先在渦輪葉片11上沉積MCrAlX基體(最好用PVD法)和用電流法在其中埋置覆蓋Cr的SiC微粒3，或分別利用電化學(xué)法。
可以理解，用本發(fā)明的方法處理的葉尖或按照本發(fā)明的渦輪葉片可以經(jīng)受額外的熱處理或后處理。這些處理的最優(yōu)化取決于特定的用途。
權(quán)利要求
1.一種處理渦輪葉片的葉尖的方法，其中將碳化硅(SiC)微粒(31)粘合于該葉尖(11)的表面上，以便產(chǎn)生一種腐蝕覆蓋層，其特征在于，在SiC微粒(31)上產(chǎn)生一個(gè)自恢復(fù)的屏障(32)。
2.一種按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該自恢復(fù)的屏障層(32)是在將SiC微粒施加到葉尖(11)的表面上之前在SiC微粒(31)上產(chǎn)生的。
3.一種按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，該自恢復(fù)的屏障層(32)是通過覆蓋一種材料而產(chǎn)生的，該材料選自鉻(Cr)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、釔(Y)、鈧(Sc)、釷(Th)、鈾(U)、鉬(Mo)以及上述元素的合金。
4.一種按照上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，該屏障層(32)是通過覆蓋鉻或鉻合金而產(chǎn)生。
5.一種按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，SiC微粒(31)是借助于埋置到葉尖(11)表面上的金屬基體(5)中而被粘合在葉尖(11)的表面上的。
6.一種按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，SiC微粒(31)被埋置在一種MCrAlX基體(5)中，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
7.一種按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于構(gòu)成屏障層(32)的SiC微粒(31)被固定于一載體(6)上；隨后產(chǎn)生一個(gè)金屬基體(5)，SiC微粒(3)的離載體(6)遠(yuǎn)的至少這些表面區(qū)域被埋入該金屬基體(5)中；以及去除載體(6)。
8.一種按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于將SiC微粒(32)固定在載體(6)上；在SiC微粒(31)上產(chǎn)生屏障層(32)，尤其是利用PVD法；隨后利用覆蓋層產(chǎn)生一個(gè)金屬基體(5)，至少埋置SiC微粒(31)的離載體(6)遠(yuǎn)的這些表面區(qū)域被埋入該金屬基體(5)中；離載體(6)遠(yuǎn)的該表面被固定在葉尖(11)上；以及去除載體(6)。
9.一種按照權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于，離載體(6)遠(yuǎn)的該表面利用釬焊而被固定在葉尖(11)上。
10.一種按照權(quán)利要求4～9中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，金屬基體(5)是借助于物理氣相沉積法，換句話說，PVD法，尤其是借助于高速PVD法而從蒸汽相中產(chǎn)生的。
11.一種按照權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，SiC微粒(31)是利用釬焊而被粘合在葉尖(11)上的。
12.一種按照權(quán)利要求11的方法，其特征在于，在釬焊之前在葉尖(11)上最初產(chǎn)生一個(gè)MCrAlX層，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
13.一種按照權(quán)利要求1～9中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，SiC微粒(2)是借助于激光焊接而被粘合在葉尖(11)上的。
14.一種按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，除了屏障層(32)外，SiC微粒(31)還設(shè)有一個(gè)保護(hù)層，最好是設(shè)有一個(gè)MCrAlX保護(hù)層，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
15.一種具有按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法處理的葉尖(11)的渦輪葉片。
16.一種渦輪葉片，其葉尖(11)設(shè)有一個(gè)包含碳化硅(SiC)微粒的磨蝕覆蓋層(12)，其特征在于，該SiC微粒(31)有一個(gè)自恢復(fù)的屏障層(32)。
17.一種按照權(quán)利要求16的渦輪葉片，其特征在于，該屏障層(32)是利用覆蓋一種金屬而產(chǎn)生的，該金屬選自由鉻(Cr)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、釔(Y)、鈧(Sc)、釷(Th)、鈾(U)、鉬(Mo)及上述元素的合金組成的組群。
18.一種按照權(quán)利要求16或17的渦輪葉片，其特征在于，該屏障層(32)是利用覆蓋鉻或鉻合金的方法產(chǎn)生的。
19.一種按照權(quán)利要求16～18中任何一項(xiàng)的渦輪葉片，其特征在于，SiC微粒(31)是利用埋入一金屬基體中而被粘合于該葉尖的表面上的。
20.一種按照權(quán)利要求19的渦輪葉片，其特征在于，該SiC微粒(31)被埋置在一MCrAlX基體(5)中，其中M表示鎳(Ni)和/或鈷(Co)和/或鐵(Fe)，而X表示釔(Y)和/或鋯(Zr)和/或鉿(Hf)。
全文摘要
提供一種處理渦輪葉片的葉尖(11)的方法，其中在該葉尖的表面上粘合碳化硅(SiC)微粒(3)，以便產(chǎn)生一個(gè)磨蝕覆蓋層，其中在該SiC微粒上產(chǎn)生一個(gè)自恢復(fù)的屏障層。還提出了一種用該法處理的渦輪葉片。
文檔編號(hào)B23K26/20GK1896464SQ20061010586
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者S·威爾遜 申請(qǐng)人:蘇舍美特科(美國)公司