專利名稱:一種在含有釩的鈦合金制成的葉片上涂覆鈷-鉻-鎢防護(hù)涂層的方法和一種有涂層的葉片的制作方法
本發(fā)明涉及一種在含有釩的鈦合金制成的葉片上涂覆防護(hù)層的方法和一種有涂層的葉片。
鈦合金葉片的優(yōu)點(diǎn)是有高的強(qiáng)度/密度比值，且在高腐蝕性介質(zhì)中，它具有良好的機(jī)械性能。
然而，用于汽輪機(jī)中的鈦合金葉片，特別是當(dāng)其圓周速度較高時(shí)，會(huì)因蒸汽水滴而快速損壞。
因此，對(duì)這種葉片圓周保護(hù)是必要的。
本發(fā)明提供了一種用含有釩的鈦合金制成的葉片，在該葉片的圓周有一其厚度至少為1毫米用鈷-鉻-鎢合金構(gòu)成的涂層，該涂層覆蓋住厚度為0.5毫米至1.5毫米范圍的釩襯層。
這種涂層是將釩粉置于被涂覆的葉片部分，對(duì)釩粉加熱到略高于其熔點(diǎn)的溫度，然而，將粉末狀的鈷-鉻-鎢合金置于釩襯層，對(duì)該合金粉末加熱到高于其熔點(diǎn)但低于釩熔點(diǎn)的溫度。
通過(guò)上述方法，在第一階段，少量的釩被稀釋在鈦合金葉片中;在第二階段，鈷-鉻-鎢合金類似地僅限在釩襯層中稀釋。此外，該合金層的熔化不會(huì)影響釩襯層與葉片之間結(jié)合。
為了盡可能地限制這種稀釋，最好是利用由可移動(dòng)式感應(yīng)器產(chǎn)生的感應(yīng)熱。
本發(fā)明的工序通過(guò)實(shí)例結(jié)合下列附圖予以說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明所述葉片的透視圖。
圖2為圖1所示葉片的橫剖面圖。
圖3為圖2所示剖面的局部視圖。
圖1所示的汽輪機(jī)葉片包括根1和帶有進(jìn)氣邊3和排氣邊4的扭曲葉身2。防護(hù)涂層5被涂覆在葉片的進(jìn)氣邊3和凸面的頂部。涂層的寬度超過(guò)葉片2寬度的三分之一。釩襯層6(見圖2)位于葉片和它的涂層之間。
葉片是用含有6%鋁和3.5%至4.5%釩的鈦合金制成。
防護(hù)涂層成形方法如下被涂覆的葉片表面按常規(guī)方法預(yù)處理好，將小顆粒的并與粘結(jié)劑混合的純釩粉末(＞90%)置于該表面上，所需的用量足以確保釩襯層6的最終厚度大于1毫米，將葉片放入一個(gè)有可移動(dòng)式感應(yīng)器的高頻感應(yīng)烘箱中，烘箱為真空烘箱或隋性氣體烘箱，烘箱周圍被預(yù)熱，直徑為30毫米的光點(diǎn)裝置對(duì)釩層加熱，光點(diǎn)停留20～75秒后以間距為20毫米移動(dòng)。
局部溫度可升高到1950℃至20000℃，釩的熔點(diǎn)為1900℃，而鈦合金的熔點(diǎn)約為2400℃，當(dāng)鈦合金襯底被軟化時(shí)釩被熔化，因此，就為具有低稀釋的釩與襯底有最大的結(jié)合提供了理想的條件。含有4%釩的鈦合金通過(guò)提高局部β結(jié)構(gòu)的稀釋可以允許一定限量的釩。稀釋有釩的合金層7的厚度是非常小的(＜1/10毫米)。
在掃過(guò)整個(gè)釩的面積之后，烘箱的溫度允許下降到周圍環(huán)境溫度。
與粘合劑混合在一起的粉末狀鈷-鉻-鎢合金接著置于釩襯層上面。該粉末從釩襯層邊緣起3至4毫米，以保證鈷-鉻-鎢合金與鈦合金不直接接觸。
第二次循環(huán)的開始條件是，烘箱中為隋性氣體或真空，被光點(diǎn)加熱的合金層的溫度比鈷-鉻-鎢合金的熔點(diǎn)(1200℃-1500℃)高50℃，因?yàn)樵摐囟缺肉C的熔點(diǎn)低得多，只有很少的鈷-鉻-鎢合金在釩中被稀釋(見圖3)。釩與襯底的結(jié)合保持不變，含有稀釋鈷-鉻-鎢合金的層8很薄(＜1/10毫米)。
被涂覆的合金層大約為1.5毫米厚。
烘箱的溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度后，通常消除應(yīng)力處理大約在700℃完成。
權(quán)利要求
1.一種在用含有釩的鈦合金制成的葉片(1)上涂覆防護(hù)層的方法，其特征是將粉末狀釩放置在葉片(1)需要涂覆部分，然后加熱使該粉末的溫度略高于釩的熔點(diǎn)，再將粉末狀鈷-鉻-鎢合金放置在釩層上，然后使粉末的溫度高于它的熔點(diǎn)但低于釩的熔點(diǎn)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法。其特征是釩和鈷-鉻-鎢合金的溫度是通過(guò)一可移動(dòng)式感應(yīng)器所產(chǎn)生的感應(yīng)熱而升高的。
3.一種用含有釩的鈦合金制成的葉片，其特征是該葉片在它的圓周u涂覆有鈷-鉻-鎢合金的涂層(5)，其厚度至少為1毫米，涂層5覆蓋住一層厚度為0.5至1.5毫米的釩襯層(6)。
專利摘要
一種在用含有釩的鈦合金制成的葉片(1)上涂覆保護(hù)涂層的方法。粉末狀釩被置于葉片(1)的所涂部分，然后將該粉末的溫度升到略高于釩的熔點(diǎn)。再將粉末狀的鈷—鉻—鎢合金放置在釩層上，將被粉末溫度升高到它的熔點(diǎn)但低于釩的熔點(diǎn)，用含有釩的鈦合金制成的葉片，其特征是該葉片圓周處有鈷—鉻—鎢合金涂層(5)，該涂層厚度至少為1毫米，并覆蓋住一層其厚度為0.5至1.5毫米的釩襯層(6)，所得到的葉片對(duì)水滴有很強(qiáng)的附腐蝕能力。
文檔編號(hào)C23C24/08GK87104479SQ87104479
公開日1988年2月3日 申請(qǐng)日期1987年5月28日
發(fā)明者安德萊·庫(kù)隆, 烏爾里奇·白仕 申請(qǐng)人:阿爾斯湯姆有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan