[发明专利]用于涡轮机的部件以及制造该部件的方法

说明书

本发明涉及涡轮机领域，例如燃气轮机和蒸汽轮机，并且具体地涉及 用于涡轮机的部件例如翼片，以及制造该部件的方法。

诸如燃气轮机或蒸汽轮机的涡轮机广泛地用于发电领域。在发电过程 中，在涡轮机中的燃料经历燃烧，在燃烧过程中包含在燃料中的化学能被 转换成机械能，此后机械能被转换成电能。在涡轮机内的燃料的燃烧是高 度放热反应，由此生成大量的热(大于1173K)。因而，要求涡轮机及其 各种部件在高温下工作以实现高的效率。

涡轮机的某些部件暴露在约1173K或更高的工作温度下。随着工作 温度的升高，前述的涡轮机的部件面临较高的热载荷，以静态温度的形式 或者以温度梯度的形式。为了克服高热载荷的严峻的影响，必须相应地提 高涡轮机部件的温度耐久性。例如，与涡轮机的其他部件相比，涡轮机的 诸如叶片或轮叶的部件面临较高的热载荷。

目前，使用热粘合涂层以向这些涡轮机部件提供对非常高的工作温度 及由其引起的热载荷的隔离。通常，前述热粘合涂层包括金属粘合涂层、 热生长氧化物以及陶瓷顶涂层。诸如涡轮叶片和涡轮轮叶的部件需要金属 涂层作为粘合涂层或作为覆盖涂层。金属粘合涂层根据其厚度以及在涡轮 机工作期间该金属粘合涂层所暴露的温度和持续时间而具有一定的寿命。

然而，可以获得不同品质并且具有不同特性的金属粘合涂层。涂覆有 低品质粘合涂层的涡轮机的部件不应该在高热载荷条件下工作，这是因为 低品质粘合涂层不能耐受这样高的热载荷，并且低品质粘合涂层会剥离或 开裂。因此，低品质金属粘合涂层将不能够对暴露在高的工作温度下的部 件提供必要的保护。然而，低品质粘合涂层仍足以保护暴露在较低温度(例 如低于900℃的工作温度)下的部件。为了克服前述障碍，前述高温条件 下使用高品质粘合涂层。然而，高品质粘合涂层比低品质粘合涂层更昂贵。 因此，涂覆有高品质粘合涂层的部件及其涡轮机的制造成本显著增加。

因此，不仅需要优化制造成本，还需要实现粘合涂层的性能与制造成 本之间的平衡，由此该粘合涂层可以应用于在涡轮机工作期间需要耐受高 的热载荷的涡轮机部件。

本发明的一个目的是提供一种关于对提供最优性能的涡轮机部件进 行粘合涂覆，并且还充分地保护涡轮机部件而不需要增加粘合涂覆的涡轮 机部件的制造成本的解决方案。

通过根据权利要求1所述的用于涡轮机的部件以及根据权利要求13 所述的用于制造该部件的方法实现了前述目的。

本发明的根本目的是减少制造成本并且优化用于涡轮机的部件的性 能，特别是如果该部件暴露在非常高的工作温度下例如高于1173K的温 度时的性能。为了实现前述目的，本文公开了包括双层热粘合涂层的部件， 所述双层热粘合涂层包括两个不同的热粘合涂层。双层热粘合涂层结合了 单个热粘合涂层的优点以提供部件的增强的耐久性和优异的性能。

前述用于涡轮机的部件包括具有外表面的内核。第一热粘合涂层被布 置在内核的至少一部分上。此后第二热粘合涂层被布置在第一热粘合涂层 上。第一热粘合涂层和第二热粘合涂层的布置为使得第一热粘合涂层夹在 内核与第二热粘合涂层之间。此处，第二热粘合涂层的最大工作温度T_2max高于第一热粘合涂层的最大工作温度T_1max。第一热粘合涂层的化学组成 与第二热粘合涂层的化学组成不同以提供不同的最大工作温度。

本文中最大工作温度指的是直至实现最大工作温度时涂层仍然完好 的在内核上的温度，即涂层不被破坏或开裂或破裂。

然而，第一热粘合涂层可以布置在内核的整个范围上，并且此后第二 热粘合涂层可以被布置在第一热粘合涂层上。于是，整个部件是以双层的 方式热粘合涂覆的。另外，该部件可以是翼片，翼片安装于其上的平台部 分等。

根据本发明的实施方案，第一热粘合涂层的厚度(t₁)大于第二热粘 合涂层的厚度(t₂)。于是，如果第一热粘合涂层包括不昂贵的低品质粘 合涂层材料并且第二热粘合涂层包括昂贵的高品质粘合涂层材料，则对降 低部件的制造成本是有利的。