Thermal Spray

„Tepelné bariérové povlaky:

V zájmu stále vyšší účinnosti a výkonu se provozní teploty leteckých motorů a plynových turbín výrazně zvýšily.  A to do té míry, že bez ochrany by se kritické kovové součásti, jako jsou lopatky turbín a vodicí lopatky trysek, doslova roztavily.  Například motor Pratt & Whitney F135 používaný v letounu F-35 (JSF) má podle údajů teplotu na vstupu do turbíny až 1982 °C (3600 °F).  Tepelně izolační povlaky poskytují nezbytnou ochranu před extrémními provozními teplotami a výrazně prodlužují životnost exponovaných komponentů.  Tepelně izolační povlaky se skládají z izolačního keramického vrchního povlaku a spojovacího povlaku složeného ze slitiny M-CrAlY.

Základní prvek (M) slitiny M-CrAlY se skládá z niklu, kobaltu nebo železa a zvyšuje přilnavost mezi keramickým vrchním nátěrem, který je obvykle vyroben z yttriem stabilizovaného zirkonu (YSZ), a kovovým substrátem, kterým je obvykle superlegování na bázi niklu.  Slitiny M-CrAlY poskytují odolnost proti oxidaci a korozi díky oxidu hliníku a chromu stabilizovanému oxidem yttria a zabraňují odlupování keramického vrchního nátěru. Odlupování je primárním způsobem selhání tepelně izolačního povlaku v důsledku vysokého tepelného a mechanického namáhání během provozu

Povlak ze slitiny M-CrAlY se nanáší na povrch kritických součástí pomocí řady různých povlakovacích procesů, včetně fyzikální depozice z plynné fáze (PVD) a nízkotlakého plazmového nástřiku, vakuového nebo vzduchového plazmového nástřiku, jakož i vysokorychlostního kyslíko-palivového nástřiku (HVOF), které používají jako hlavní surovinu prášky M-CrAlY.  Proto je výroba vysoce kvalitních prášků M-CrAlY podle přísných specifikací OEM a v souladu s požadovanými mezinárodními normami, jako je AS9100D, zásadní pro nepřetržitý provoz a renovaci leteckých motorů a plynových turbín.  Duté profily a strategicky umístěné chladicí otvory lopatek turbín, které se obvykle vyrábějí metodou přesného lití ( ), také hrají klíčovou roli a s rostoucí složitostí otevírají možnosti pro výrobu lopatek pomocí aditivních výrobních procesů, jako je tavení práškového lože – laser (PBF-LB) nebo elektronový paprsek.  Stejně jako procesy založené na slinování, jako je metal binder jetting, které mohou zpracovávat niklové superlegury, jako je CM247LC, které jsou extrémně náročné na svařování, a proto obtížně tisknutelné pomocí PBF-LB.

Thermal Spray
Thermal Spray 2

Vzorek potažený slitinou CoNiCr – plazmovým nástřikem

Coating Process

Proces povlakování: plazmové stříkání
Výrobce plazmového zařízení: Metco
Model plazmového stříkacího zařízení: 3MB

Coating Thickness

Tloušťka povlaku: průměrně 274 μm
Tvrdost povlaku: průměrně 97 HRB
Pórovitost povlaku: průměrně 1,57 %