ES2333044T3 - Revestimiento, sustrato de un revestimiento y metodo para la aplicacion de un revestimiento anticorrosivo. - Google Patents
Revestimiento, sustrato de un revestimiento y metodo para la aplicacion de un revestimiento anticorrosivo. Download PDFInfo
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Abstract
Revestimiento con buena adhesión en presencia de impurezas sw sodio, potasio y calcio, que comprenden una aleación ferrosa, aleación de níquel o aleación de cobalto que contiene aluminio o cromo, dicha aleación formando una piel de óxido de aluminio o cromo en contacto con oxígeno y que es impermeable al oxígeno, caracterizado por el hecho de que el revestimiento comprende 0,1-0,5 (m/m) de un metal del grupo del platino contiguo a la capa de óxido.
Description
Revestimiento, sustrato provisto de un
revestimiento y método para la aplicación de un revestimiento
anticorrosivo.
\global\parskip0.940000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
revestimiento que comprende una aleación de aluminio y metal
ferroso o de cromo y metal ferroso, dicha aleación formando una
piel de óxido de aluminio u óxido de cromo, respectivamente, en
contacto con oxígeno, dicha piel siendo impermeable al oxígeno.
Un revestimiento de este tipo se usa sobre todo
con materiales que son expuestos a altas temperaturas. Ejemplos de
esto son aletas de turbina en motores de combustión, aplicaciones
en electrónica tales como dispositivos fotovoltaicos, sensores y
similares.
Si, por ejemplo, se usa una aleación de aluminio
y níquel, se formará óxido de aluminio en la superficie a
temperatura relativamente alta que en principio forma una piel
impermeable al oxígeno, como resultado de lo cual se obtiene la
protección para el metal subyacente. Es importante, no obstante,
que tal capa de óxido formada a temperaturas elevadas tenga la
adhesión suficiente al metal subyacente.
En la técnica anterior, otra capa protectora es
aplicada al revestimiento. En US 4,123,592, por ejemplo, una capa
de platino fina es aplicada mediante pulverización catódica después
de la aplicación del revestimiento. Como resultado de la aplicación
de platino a la superficie el nivel de difusión de aluminio es
aumentado, como resultado de lo cual se desarrolla un cierre rápido
de la superficie en caso de daños en la superficie.
Un revestimiento está también descrito en US
6,183,888 al cual se aplica otra capa protectora que contiene
platino.
US 6,458,473 B1 describe un revestimiento
incrementado de diferentes capas.
US 2003/0041928 A1 describe la aplicación de un
revestimiento y el pulido posterior de la superficie antes de la
aplicación del óxido protector. Platino es aplicado en una fase
separada.
US 4,123,594 describe un revestimiento que
consiste en diferentes capas y en el cual un 1-30%
(m/m) de platino o paladio es incorporado.
US 4,346,137 describe un revestimiento
incrementado de diferentes capas, cada una con un coeficiente de
expansión diferente.
Un proceso se describe en US 3,918,139 A donde
un 5-10% (m/m) de platino es depositado en un
revestimiento en una fase separada. La adhesión entre la capa de
óxido protectora y el revestimiento de enlace es conseguida con
tierra rara.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un revestimiento, que puede ser usado a temperaturas
altas, puede ser aplicado de forma sencilla y económica y donde no
es necesario aplicar otra capa protectora sobre el mismo. Es decir,
el objetivo es proporcionar un revestimiento, donde con el
calentamiento se forma una capa de óxido sellante que tiene buena
adhesión al revestimiento original.
Este objetivo es realizado con el revestimiento
anteriormente descrito con las características distintivas según la
reivindicación 1. El metal del grupo del platino, tal como platino,
paladio o rodio está al menos cerca de la interfaz libre del
revestimiento, es decir la parte del revestimiento opuesto fuera del
sustrato subyacente integrada en la aleación, es decir forma parte
de la aleación. A diferencia de la técnica anterior, otra capa
aplicada sobre la misma no está proporcionada. La aleación como
está aplicada tiene en principio una composición constante durante
la aplicación, es decir el mismo porcentaje de un metal del grupo
del platino es siempre aplicado. En cierto modo conocido per
se, una capa de cromo y/o de óxido de aluminio será formada
posteriormente. Sólo un porcentaje relativamente pequeño del metal
del grupo del platino es necesario. Un valor del 0,1% (m/m) es
mencionado como un límite inferior. Un valor de aproximadamente el
0,5% (m/m) es mencionado como máximo.
Sorprendentemente se ha descubierto que cuando
se usa tal aleación ocurre una adhesión significativamente mejorada
entre el óxido formado y el revestimiento original.
Aunque no es esencial para la invención se asume
que la adhesión reducida de la capa de óxido al revestimiento, como
ha sido observado, es provocada no sólo por la presencia de azufre
y carbono sino también por la presencia de sodio, potasio o calcio.
Estos materiales pueden estar presentes como impurezas durante la
formación de las aleaciones en cantidades de 1
ppm-0,1% (m/m). Como un ejemplo, puede ser
mencionado el material de revestimiento de hornos donde la aleación
de cromo y metal ferroso o la aleación de aluminio y metal ferroso
se derrite. Se asume que por la adición de platino o paladio, se
inmoviliza sodio, potasio o calcio en la aleación. Como resultado,
sodio, potasio o calcio no pueden esparcirse en la interfaz, donde
tienen un efecto adverso en la adhesión entre la piel de óxido
formada/que va a ser formada y la aleación. Ha sido observado que
la adhesión entre la aleación y la capa de óxido puede ser
disminuida por un factor superior a 2 por la presencia de sodio,
potasio o calcio.
"Metal ferroso" es entendido para referirse
en la presente en particular a aleaciones de hierro, aleaciones de
níquel y aleaciones de cobalto. Más particularmente, a temperaturas
altas, aleaciones de níquel tales como aleaciones de aluminio y
níquel y más particularmente aleaciones de
aluminio-níquel son usadas. En motores de turbina,
donde la temperatura puede alcanzar más que 1600ºC y la temperatura
de superficie de las aletas es aproximadamente 1200ºC, las
aleaciones \beta-NiAl anteriormente descritas son
empleadas. A temperaturas altas de este tipo,
\alpha-Al_{2}O_{3} es formado como una capa
de óxido sellante. En la técnica anterior, la deslaminación de tal
capa de óxido ha sido observada.
Según la presente invención, añadiendo la
aleación del grupo del platino anteriormente descrito, al menos
cerca la interfaz entre la aleación y la piel de óxido, se ha
descubierto que la adhesión de tal piel de óxido es
significativamente mejorada, mientras que se garantiza además que
tal piel de óxido sea impermeable.
Será entendido que el mismo mecanismo es también
observado en otras aplicaciones. A temperaturas algo inferiores, es
decir hasta 900ºC, se da preferencia a la combinación de níquel o
hierro con cromo, Cr_{2}O_{3} estando formado en calentamiento.
A temperaturas más altas, es decir encima de 900ºC, se da
preferencia al aluminio como una adición a hierro, níquel o
cobalto.
La invención también se refiere a un sustrato
que comprende un material de refuerzo tal como un álabe de turbina
y el revestimiento anteriormente descrito aplicado sobre el mismo.
Cualquier otro material de refuerzo puede ser usado en vez de un
álabe de turbina.
La invención también se refiere a un método para
la aplicación de una capa protectora anticorrosiva a un sustrato,
comprendiendo la deposición de un revestimiento en dicho sustrato,
dicho revestimiento comprende una aleación de aluminio y metal
ferroso, una aleación de cromo y metal ferroso, dicha aleación
forma una piel de óxido de aluminio o de óxido de cromo,
respectivamente, en contacto con oxígeno, dicha piel es impermeable
al oxígeno, caracterizado por el hecho de que sólo un único
revestimiento es depositado en dicho sustrato, donde la aleación de
dicho revestimiento contiene un 0,1-0,5% (m/m) de
un metal del grupo del platino y sodio, potasio o calcio. Es decir
la adición de un metal del grupo del platino anteriormente descrito
se desarrolla durante la aplicación del revestimiento. No obstante,
esta adición es incorporada en el revestimiento y no es aplicada
sobre el mismo. Sólo un único revestimiento, que proporciona la
piel de óxido protectora, es aplicado al sustrato. Una reducción
significante en costes pueden ser obtenida por la aplicación en una
fase en contraste con el estado de la técnica.
La aplicación de tal revestimiento puede ser
conseguido con cualquier método conocido en el estado de la
técnica. Según una forma de realización ventajosa, PVD o
pulverización por plasma es empleada.
Con las técnicas mencionadas aquí, donde el
revestimiento protector se desarrolla, es posible, si el metal de
la aleación de platino se añade en ese momento, para variar la
concentración del metal del grupo del platino durante el
crecimiento, es decir en particular para añadir la cantidad deseada
de platino o paladio cuando el límite delantero de la capa está
siendo crecido. Después de todo, esta parte será convertida primero
en óxido de aluminio o cromo. No obstante, vista la pequeña
cantidad de material del grupo del platino, no es importante por
cuestiones de coste añadir el metal del grupo del platino ya
durante el primer depósito de la capa.
Espesor de la capa de tal revestimiento es
preferiblemente entre 50 y 200 \mum.
Es por supuesto posible añadir materiales
conocidos en el estado de la técnica al revestimiento o aplicar
capas adicionales sobre el mismo.
Después de la lectura de lo anterior, las
variantes serán inmediatamente aparentes para los expertos en la
técnica que son obvias y entran dentro del campo de las
reivindicaciones anexas.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector. No forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet US 4123592 A [0004]
\bullet US 6183888 B [0005]
\bullet US 6458473 B1 [0006]
\bullet US 20030041928 A [0007]
\bullet US 4123594 A [0008]
\bullet US 4346137 A [0009]
\bullet US 3918139 A [0010]
Claims (9)
1. Revestimiento con buena adhesión en presencia
de impurezas sw sodio, potasio y calcio, que comprenden una
aleación ferrosa, aleación de níquel o aleación de cobalto que
contiene aluminio o cromo, dicha aleación formando una piel de
óxido de aluminio o cromo en contacto con oxígeno y que es
impermeable al oxígeno, caracterizado por el hecho de que el
revestimiento comprende 0,1-0,5 (m/m) de un metal
del grupo del platino contiguo a la capa de óxido.
2. Revestimiento según la reivindicación 1,
donde dicha aleación contiene 1 ppm-0.1% (m/m)
sodio, potasio o calcio.
3. Revestimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde dicha aleación comprende una
aleación de NiAl.
4. Sustrato que comprende un soporte y una capa
protectora aplicada sobre el mismo, donde dicha capa protectora
comprende solamente un revestimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
5. Sustrato según la reivindicación 4, que
comprende un álabe de turbina.
6. Método para aplicar un revestimiento
anticorrosivo a un sustrato que tiene buenas propiedades de
adhesión en presencia de impurezas de sodio, potasio y calcio, el
método comprendiendo el depósito de un único revestimiento que
consiste en una aleación ferrosa, aleación de níquel o aleación de
cobalto que contiene aluminio o cromo, dicha aleación forma una
piel de óxido de aluminio u óxido de cromo, respectivamente, en
contacto con oxígeno, y
0,1-0,5 (m/m) de un metal del grupo del platino en el sustrato de manera que el revestimiento de de óxido de aluminio u óxido de cromo es impermeable al oxígeno.
0,1-0,5 (m/m) de un metal del grupo del platino en el sustrato de manera que el revestimiento de de óxido de aluminio u óxido de cromo es impermeable al oxígeno.
7. Método según la reivindicación 6 que
comprende la adición del metal del grupo del platino durante el
proceso de deposición.
8. Método según la reivindicación 6 o 7
comprendiendo PVD.
9. Método según una de las reivindicaciones 7 o
8 comprendiendo pulverización por plasma.
Applications Claiming Priority (2)
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