一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构的制作方法

1.本实用新型涉及叶片涂层技术领域，具体为一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构。


背景技术：

2.汽轮机末级叶片指汽轮机内蒸汽过程的最后一级叶片，通常指汽机低压缸的最后一级叶片；由于蒸汽在汽轮机内做功伴随着压力和温度的降低，体积的膨胀，由于最后一级的蒸汽压力最低，所需的容积流量也最高，因此末级叶片是汽轮机各级叶片中最长的一级，承受最大的离心力载荷和由此产生的应力，从而使其也会受到来自各方面的最大程度上的腐蚀，消耗速率相对于其它叶片也更加迅速；其中，表面涂层作为叶片最外层的防护对叶片的使用寿命起着决定性的作用。
3.但是现有的汽轮机末级叶片的涂层结构较为简单，防护性能不够，使得叶片容易在恶劣环境下很快受到腐蚀，从而降低了其使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构，包括旋转支轴、设于旋转支轴上的叶片以及设置于叶片中部之间的加强支架，所述叶片外表面设置有第一复合涂层，所述第一复合涂层为梯度涂层，且由内向外依次包括抗冲击底层、耐腐蚀过渡层以及疏水表层，所述旋转支轴和所述加强支架外表面设置有第二复合涂层，所述第二复合涂层为梯度涂层，由内向外依次包括纳米金属底层、耐高温过渡层以及耐磨表层。
6.进一步的，所述抗冲击底层为包含ni、cr、al的ni基材料，且喷涂厚度为80-120μm。
7.进一步的，所述耐腐蚀过渡层为纳米陶瓷涂层，且为氧化锆为主，含有氧化钇和氧化钛的三元系复合材料，所述抗冲击底层的喷涂厚度为280-320μm。
8.进一步的，所述疏水表层为纳米tio2/氟树脂复合涂层，且接触角＞165
°
，所述疏水表层的喷涂厚度为80-120μm。
9.进一步的，所述纳米金属底层为金属颗粒和陶瓷颗粒混合的亚微米晶粒材料，所述纳米金属底层的喷涂厚度为120-150μm。
10.进一步的，所述耐高温过渡层为b4c涂层，且喷涂厚度为300-340μm。
11.进一步的，所述耐磨表层为vc涂层，且喷涂厚度为120-150μm。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.(1)本实用新型通过在旋转支轴表面设置有纳米金属底层、耐高温过渡层及耐磨表层，可根据其使用环境和状态，利用纳米合金涂层、bc涂层及vc涂层，可利用涂层结构特性为其提供抗冲击性能，结构强度更高，同时具备耐磨和耐高温的性能，更加匹配其高速旋
转的环境，从而使其使用寿命更长。
14.(2)本实用新型通过在叶片表面设置有抗冲击底层、耐腐蚀过渡层及疏水表层，可利用ni基材料为其提供抗冲击性能，在高速旋转的离心应力下，可承受的强度更高，同时配合纳米陶瓷涂层可尽可能的阻挡来自各方面的腐蚀，使得腐蚀对其损伤可进行降低，外表面设置纳米tio/氟树脂复合涂层，可保持较高的疏水特性，使得水分无法在其表面粘连，进而可较大程度降低水分腐蚀，从而可提高其整体使用强度和使用寿命。
附图说明
15.图1为本实用新型一实施例的结构示意图；
16.图2为图1实施例中的a局部放大结构示意图；
17.图3为图1实施例中的b局部放大结构示意图；
18.图4为图1实施例中的c局部放大结构示意图。
19.附图说明：1、旋转支轴；2、叶片；3、加强支架；4、抗冲击底层；5、耐腐蚀过渡层；6、疏水表层；7、纳米金属底层；8、耐高温过渡层；9、耐磨表层。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请一并参阅图1-图4，其中，一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构，包括旋转支轴1、设于旋转支轴1上的叶片2以及设置于叶片2中部之间的加强支架3，叶片2外表面设置有第一复合涂层，第一复合涂层为梯度涂层，且由内向外依次包括抗冲击底层4、耐腐蚀过渡层5以及疏水表层6，旋转支轴1和加强支架3外表面设置有第二复合涂层，第二复合涂层为梯度涂层，由内向外依次包括纳米金属底层7、耐高温过渡层8以及耐磨表层9。
22.其中，抗冲击底层4为包含ni、cr、al的ni基材料，且喷涂厚度为80-120μm，本实施例选取100μm，并采用超音速纳米热喷涂设备喷涂。
23.其中，耐腐蚀过渡层5为纳米陶瓷涂层，且为氧化锆为主，含有氧化钇和氧化钛的三元系复合材料，抗冲击底层4的喷涂厚度为280-320μm，本实施例选取300μm，并采用超音速纳米热喷涂设备喷涂。
24.其中，疏水表层6为纳米tio2/氟树脂复合涂层，且接触角＞165
°
，本实施例选取170
°
，同时疏水表层6的喷涂厚度为80-120μm，本实施例选取100μm，并采用超音速纳米热喷涂设备喷涂。
25.其中，纳米金属底层7为金属颗粒和陶瓷颗粒混合的亚微米晶粒材料，纳米金属底层7的喷涂厚度为120-150μm，本实施例选取130μm，并采用超音速纳米热喷涂设备喷涂。
26.其中，耐高温过渡层8为b4c涂层，且喷涂厚度为300-340μm，本实施例选取320μm，并通过热压烧结反应保温扩散制成。
27.其中，耐磨表层9为vc涂层，且喷涂厚度为120-150μm，本实施例选取130μm，并通过等离子枪进行喷涂。
28.综上，本实用新型提供的一种汽轮机低压末级叶片耐腐蚀涂层结构，在工作时，首先，通过在旋转支轴1表面设置有纳米金属底层7、耐高温过渡层8及耐磨表层9，可根据其使用环境和状态，利用纳米合金涂层、b4c涂层及vc涂层，可利用涂层结构特性为其提供抗冲击性能，结构强度更高，同时具备耐磨和耐高温的性能，更加匹配其高速旋转的环境，从而使其使用寿命更长；
29.其次，通过在叶片2表面设置有抗冲击底层4、耐腐蚀过渡层5及疏水表层6，可利用ni基材料为其提供抗冲击性能，在高速旋转的离心应力下，可承受的强度更高，同时配合纳米陶瓷涂层可尽可能的阻挡来自各方面的腐蚀，使得腐蚀对其损伤可进行降低，外表面设置纳米tio2/氟树脂复合涂层，可保持较高的疏水特性，使得水分无法在其表面粘连，进而可较大程度降低水分腐蚀，从而可提高其整体使用强度和使用寿命。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。