REVESTIMIENTO, SUSTRATO PROVISTO DE UN REVESTIMIENTO Y METODO PARA LA APLICACION DE UN REVESTIMIENTO ANTICORROSIVO.

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

Revestimiento, sustrato provisto de un revestimiento y método para la aplicación de un revestimiento anticorrosivo.

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 ß-NiAl anteriormente descritas son empleadas. A temperaturas altas de este tipo, a-Al₂O₃ 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, Cr₂O₃ 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...

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.

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.