一种热端部件用高温涂料及其制备方法

文档序号:9538847阅读:610来源:国知局
一种热端部件用高温涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及燃气轮机热端部件的表面防护领域,具体为一种燃气轮机热端部件用 高溫涂料及其制备方法,适用于热端部件抗高溫氧化及抗燃气冲刷热腐蚀。
【背景技术】
[0002] 经在国家知网及相关技术情报研究所检索发现,国外在高性能燃气轮机热端部件 上早已采用了耐高溫防护涂层的防护技术,且在不断的更新,性能也越来越优良。但国内对 于耐高溫达1050°c的防护技术介绍较少,且应用不成熟。
[0003] 燃气轮机热端部件(主要有燃烧室火焰筒、加力燃烧室壳体、调节片等)主要由铭 和鹤固烙强化的儀基合金GH3044制成(材料主要成份含量见表),固烙溫度为112(TC~ 116(TC,适用在90(TCW下长期工作,具有良好的抗氧化性能。但某批产燃气轮机的长期 工作溫度为900°C~1050°C,由于该热端部件长期工作在高溫状态及恶劣的工作环境中工 作,导致GH3044制成的热端部件抗高溫腐蚀能力急剧下降,将严重影响燃气轮机的性能和 使用寿命。因此,随着国内燃气轮机性能不断改进W及长寿命发展的需求,需要研究出了一 种新型的燃气轮机热端部件用耐高溫防护涂料,达到了防腐、防硫、防高溫氧化的目的。
[0004] G册044合金化学成份表(Wt% )


【发明内容】

[0006] 针对W上存在的问题,本发明提供一种燃气轮机热端部件用高溫涂料及其制备方 法,解决GH3044制成的热端部件长期工作溫度在900°C~1050°C时的防腐、防硫及抗高溫 氧化问题。
[0007] 本发明的技术方案:
[0008] -种热端部件用高溫涂料,按质量百分比计,该涂料的组成如下:
[0009] W-103 玻璃料 32.5~47.5%;; 化错 15 ~19.2%; 粘主 2.5~3.3%; 永 巧~45%;
[0010] 其中,按质量百分比计,W-103玻璃料组成为:
[0011] 二氧化珪 48.3~56.9%; 氧化测 6~沪/〇; 氧化领 83-9.3%; 氧化钩 6.5-7.5%; 氧化儀 13~2.3%; 氧化铅 18~20.6%; 二氧化镜 3~4%。
[0012] 所述的热端部件用高溫涂料的制备方法,采用循环球磨机的机械分散方式,将各 原料混合,球磨罐转速为75~l(K)r/min,球磨时间100~12化,使原料的粒度《3 ym;陈 腐7~12天W上,陈腐溫度为5~25°C。
[0013] 所述的热端部件用高溫涂料的制备方法,球磨机采用玛瑶罐和玛瑶球。
[0014] 本发明的优点及有益效果是:
[0015] 1、本发明研究出了一种新型的燃气轮机热端部件用耐高溫防护涂料,W提高 G册044材料制件长期在900°C~1050°C工作时的防腐、防硫及抗高溫氧化性能。热端部 件涂覆本发明涂料后,可W延长一个寿命周期,使零件的工作寿命由原来的50化提高至 100化W上。同时,该材料可W拓展至各型燃气轮机上使用,实现批量生产,并且零件100% 合格。
[0016] 2、本发明耐高溫防护涂料主要用于各型号燃气轮机热端部件的防护(如火焰筒、 调节片、燃烧室),主要应用于燃气轮机燃烧室位置的耐高溫零部件上,对于用儀基、铁基、 或钻基高溫合金制成的零件具有良好的保护作用,适于燃气轮机在1050°C溫度下长期工 作。
[0017] 3、本发明高溫涂料的制备方法,可W使耐高溫涂料中各组份的固体颗粒得到良好 的分散,制备的耐高溫防护涂层具有了很高的覆盖性、耐蚀性、防硫性及抗高溫氧化性。
【具体实施方式】
[0018] 在具体实施过程中,燃气轮机热端部件(如燃烧室)虽然由耐热高溫合金制成,但 由于长期工作于高溫状态及恶劣的工作环境,其热端部件抗腐蚀能力将直接影响燃气轮机 的性能和使用寿命。国际上,在高性能燃气轮机的热端部件上已采用了耐高溫防护涂层,且 在不断的更新,性能也越来越优良。因此,随着国内燃气轮机性能不断改进W及长寿命发展 的需求,进行了近1000次的技术攻关试验和相应的性能测试,研究出了一种新型的燃气轮 机热端部件用本发明耐高溫防护涂料,特别是W-103玻璃料有针对性地选择金属氧化物和 非金属氧化物复合材料,使涂料的耐高溫氧化效果更佳,达到了防腐、防硫、防高溫氧化的 目的。
[0019] W下,通过实施例对本发明进一步详细说明。
[0020] 实施例1
[0021] 本实施例中,按质量百分比计,热端部件用高溫涂料的组成如下:
[0022] W-I似綱料 40%; 柏化错(打2〇〇 17.1%; 戦生 2.9%; 水 W)/;):
[0023]其中,按质量百分比计,W-103玻璃料组成为:
[0024] 二氧化娃(SK)2) 52.6%; 氧化测化〇3) 7%; 氧化锁(BaO) 8.8%; 氧化辟(CaO) 7%; 氧化镜(MgO) 1.8%; 氧化铅(A:b〇3) 19.3%; 二氧化铁(TiCb) 3.5%t
[0025]氧化铭、粘±、二氧化娃、氧化棚、氧化领、氧化巧、氧化儀、氧化侣、二氧化铁均为 粒度270目的粉末。采用循环球磨机的机械分散方式,将各原料混合,球磨罐转速为90r/ min,球磨时间IlOh,原料的粒度达到了规定的《3ym要求。陈腐10天,陈腐溫度为15°C。 因粉体材料硬度较高,采用普通的陶瓷罐及陶瓷球进行球磨不能满足配料要求,在球磨过 程中研磨产生的陶瓷粉末会影响涂料的质量,因此球磨设备采用玛瑶罐和玛瑶球。
[0026]采用W上方法,可W使耐高溫涂料中各组份的固体颗粒得到良好的分散,制备的 耐高溫防护涂层具有了很高的覆盖性、耐蚀性、防硫性及抗高溫氧化性。
[0027] 实施例2
[0028]本实施例中,按质量百分比计,热端部件用高溫涂料的组成如下:
[0029] W-103 玻璃料 47.5%:;: H化稱(0_00 15%; 粘上 2.5%; 水 35%;
[0030]其中,按质量百分比计,W-103玻璃料组成为:
[0031] 二氧化種(Si〇2) 48.3%; 氧化测化203) 8%; 氧化领(BaO) 9.3%; 氧化钩(CaO) 7.5%; 申义化读(MgO) 2.3%: 氧化铅(Al2〇3) 20.6%; 二氧化铁(Ti〇2) 4%;
[0032] 氧化铭、粘±、二氧化娃、氧化棚、氧化领、氧化巧、氧化儀、氧化侣、二氧化铁均为 粒度270目的粉末。采用循环球磨机的机械分散方式,将各原料混合,球磨罐转速为75r/ min,球磨时间10化,原料的粒度达到了规定的《3 Jim要求。陈腐7天,陈腐溫度为5°C。原 料的粒度达到了规定的《3 y m要求。因粉体材料硬度较高,采用普通的陶瓷罐及陶瓷球进 行球磨不能满足配料要求,在球磨过程中研磨产生的陶瓷粉末会影响涂料的质量,因此球 磨设备采用玛瑶罐和玛瑶球。
[0033] 采用W上方法,可W使耐高溫涂料中各组份的固体颗粒得到良好的分散,制备的 耐高溫防护涂层具有了很高的覆盖性、耐蚀性、防硫性及抗高溫氧化性。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例中,按质量百分比计,热端部件用高溫涂料的组成如下:
[0036] W403 玻璃料 32.5%; 氧化络(Ct2〇3) 19.2%; Ifcfc 3.3%;
[0037] 恭 45%,
[003引其中,按质量百分比计,W-103玻璃料组成为:
[0039] 二氧化鞋(嫩2) 56.9%; 氧化娜化2〇3) 6%; 氧化领巧aO) 8.3*?; 氧化巧(CaO) 6.5%; 试化镜(MgO) 1.3%; 氧化铅(Al2〇3) IS%:; 二氧化钦灯沿2) 3〇/〇;
[0040] 氧化铭、粘±、二氧化娃、氧化棚、氧化领、氧化巧、氧化儀、氧化侣、二氧化铁均为 粒度270目的粉末。采用循环球磨机的机械分散方式,将各原料混合,球磨罐转速为10化/ min,球磨时间120h,原料的粒度达到了规定的《3 y m要求。陈腐12天,陈腐溫度为25°C。 因粉体材料硬度较高,采用普通的陶瓷罐及陶瓷球进行球磨不能满足配料要求,在球磨过 程中研磨产生的陶瓷粉末会影响涂料的质量,因此球磨设备采用玛瑶罐和玛瑶球。
[0041] 采用W上方法,可W使耐高溫涂料中各组份的固体颗粒得到良好的分散,制备的 耐高溫防护涂层具有了很高的覆盖性、耐蚀性、防硫性及抗高溫氧化性。
[0042] 实施例结果表明,每台燃气轮机热端部件产值约7. 5万元,如果按年生产100台计 算,则每年可创造直接经济效益750万元。因延长了热端部件的使用寿命周期,则每年可节 约制造成本375万元。
【主权项】
1. 一种热端部件用高温涂料,其特征在于,按质量百分比计,该涂料的组成如下:其中,按质量百分比计,W-103玻璃料组成为:2. -种权利要求1所述的热端部件用高温涂料的制备方法,其特征在于,采用循环球 磨机的机械分散方式,将各原料混合,球磨罐转速为75~100r/min,球磨时间100~120h, 使原料的粒度< 3μπι;陈腐7~12天以上,陈腐温度为5~25°C。3. 按照权利要求2所述的热端部件用高温涂料的制备方法,其特征在于,球磨机采用 玛瑙罐和玛瑙球。
【专利摘要】本发明涉及燃气轮机热端部件的表面防护领域,具体为一种燃气轮机热端部件用高温涂料及其制备方法,适用于热端部件抗高温氧化及抗燃气冲刷热腐蚀。按质量百分比计,高温涂料组成为:W-103玻璃料32.5~47.5%,氧化铬15~19.2%,粘土2.5~3.3%,水35~45%;其中,W-103玻璃料组成为:二氧化硅48.3~56.9%,氧化硼6~8%,氧化钡8.3~9.3%,氧化钙6.5~7.5%,氧化镁1.3~2.3%,氧化铝18~20.6%,二氧化钛3~4%。采用循环球磨机的机械分散方式,将各原料混合,球磨罐转速为75~100r/min,球磨时间100~120h,使原料的粒度≤3μm;陈腐7~12天以上,陈腐温度为5~25℃。采用本发明可以提高GH3044材料制件长期在900℃~1050℃工作时的防腐、防硫及抗高温氧化性能。
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105294132
【申请号】CN201510823755
【发明人】孙慧艳, 侯广库, 滕志强, 耿成翔, 李世海
【申请人】沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日
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