2019101165875涂布的基材.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN110158030A
(43)申请公布日2019.08.23
(21)申请号201910116587.5C23C14/35(2006.01)

(22)申请日2019.02.15
(30)优先权数据
1802468.72018.02.15GB
(71)申请人劳斯莱斯有限公司
地址英国伦敦
(72)发明人A.艾萨里安P.霍瑟比安
D.S.瑞克比M.迪克森
(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公
司72001
代理人徐晶黄念
(51)Int.Cl.
C23C14/06(2006.01)
C23C14/16(2006.01)
C23C14/32(2006.01)
权利要求书1页说明书6页附图3页
(54)发明名称
涂布的基材
(57)摘要
一种涂布的基材，包括金属或金属合金诸如
高速钢、TiAl基合金或Ni基合金或导电陶瓷材
料，其中所述涂层包含硬质材料保护涂层，所述
硬质材料保护涂层包含不同组合物的交替层，其
中所述交替层的第一组合物包含硅Si，和/或所
述交替层的第二组合物包含硼B。
CN110158030A
CN110158030A权利要求书1/1页

1.一种涂布的基材，包括金属或金属合金诸如高速钢、TiAl基合金或Ni基合金或导电
陶瓷材料，其中所述涂层包含硬质材料保护涂层，所述硬质材料保护涂层包含不同组合物
的交替层，其中所述交替层的第一组合物包含硅Si，和/或所述交替层的第二组合物包含硼
B。
2.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述包含硅的层是包含硅的金属氮化物层，
诸如TiAlSiN、CrAlSiN、AlSiN。
3.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述包含硅的层包含0.5至30原子％的Si。
4.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述包含硼的层是还包含一定比例的一种
或多种稀土元素的包含硼的金属氮化物层，诸如TiAlCrBYN、CrAlBYN。
5.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述包含硼的层包含0.1至20原子％的B。
6.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述交替层的第一组合物包含铝和硅和/或
所述交替层的第二组合物包含铝和硼。
7.根据权利要求1所述的涂布的基材，其中所述交替层的双层厚度在1至20nm的范围
内，优选在2至5nm的范围内。
8.根据权利要求1所述的涂布的基材，还包括与基材相邻的界面层，所述界面层是包含
一定比例的一种或多种稀土元素任选钇的无氮金属间层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的涂布的基材，其中所述基材是用于燃气涡轮发动
机的机翼。
10.一种燃气涡轮发动机，包括根据权利要求9所述的涂布的基材。
11.一种用于在基材上制造硬质材料保护涂层的方法，所述基材包括金属或金属合金
诸如高速钢、TiAl基合金或Ni基合金或导电陶瓷材料，所述方法包括：
沉积不同组合物的交替层，其中所述交替层的第一组合物包含硅Si，和/或所述交替层
的第二组合物包含硼B。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积通过高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)涂
布、电弧蒸发涂布和磁控溅射中的任何一种进行。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述交替层的双层厚度在1至20nm的范围内，
优选在2至5nm的范围内。
14.根据权利要求11所述的方法，其中在沉积靶的前面的磁场的水平分量的强度优选
在100至1500高斯，更优选在200至1000高斯，并且还更优选在300至500高斯的范围内且最
优选为约400高斯。
15.根据权利要求11至14中任一项的方法，其中所述交替层的第一组合物包含铝和硅
和/或所述交替层的第二组合物包含铝和硼。

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CN110158030A说明书1/6页

涂布的基材

技术领域
[0001]本公开涉及涂布的基材，特别是用于改善燃气涡轮机翼的耐氧化性的涂层。

背景技术
[0002]铝化钛机翼，诸如在燃气涡轮发动机中发现的那些，在高温环境中操作，该高温环
境促进氧化和腐蚀。这不利于零件的完整性。为了减轻这种氧化和腐蚀，已经提出了涂层系
统。在这些系统中，可以通过物理气相沉积(PVD)方法将涂层施加到要保护的零件上。
[0003]然而，这种涂层本身可能由于其脆性而降低了系统的完整性，或者可能仅提供有
限的能力来承受腐蚀性物质向下面基材中的扩散。在发现基材的过度氧化之前，通常涂层
仅具有有限的温度耐久性。此外，已观察到在暴露于高温期间发生表面开裂。
[0004]因此，仍存在如何提供能够提供有效的氧化保护同时还能承受高温环境的物理严
酷性的基材涂层的问题。
[0005]高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)是一种已知的PVD技术—例如GB2,450,950考虑了
用于机器工具的HIP