Claims (29)
1. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий, включающий размещение деталей в вакуумной камере на приспособлении, приложение к приспособлению и деталям электрического потенциала смещения, ионную очистку поверхности деталей, приведение во вращательное движение вокруг своей продольной оси по крайней мере, одного, цилиндрического трубчатого катода с расположенным внутри него фиксатором катодного пятна, приведение фиксатора катодного пятна в возвратно-поступательное движение по всей рабочей высоте катода, поворот фиксатора положения катодного пятна на угол обеспечивающий распыления материала вне рабочей зоны нанесения покрытия на детали, подачу потенциала на катод, возбуждение между катодом и анодом вакуумно-дугового разряда и очистку поверхности катода, поворот фиксатора катодного пятна на угол обеспечивающий распыление материала в зоне расположения деталей и нанесение на детали покрытия электродуговым испарением материала катода при возвратно-поступательном перемещении катодного пятна в осевом направлении, осуществляемый перемещением фиксатора катодного пятна, отличающийся тем, что при испарении материала катода, дополнительно, при одновременном перемещении фиксатора катодного пятна производят возвратно-поступательное движение катода в осевом направлении, причем величина амплитуды возвратно-поступательного движения катода в осевом направлении (Hk.в/п) составляет: Hk.в/п=(0,2…3) Ну.п, где Ну.п - предельная высота рабочей зоны вакуумной камеры установки ионно-плазменного напыления, при превышении высоты катода (Нk) предельной высоты рабочей зоны вакуумной камеры (Ну.п) в 0,2…4 раз (Hk/Hy.п=0,2…4).1. The method of applying ion-plasma coatings, including placing parts in a vacuum chamber on the device, applying to the device and parts an electric displacement potential, ionically cleaning the surface of the parts, rotating at least one cylindrical tubular cathode rotationally around its longitudinal axis the cathode spot retainer located inside it, bringing the cathode spot retainer into reciprocating motion over the entire working height of the cathode, turning the position lock to angle of the cathode spot, which provides atomization of the material outside the working zone of coating the parts, potential supply to the cathode, excitation of a vacuum-arc discharge between the cathode and anode, and cleaning of the cathode surface, rotation of the cathode spot retainer by an angle, which provides atomization of the material in the area where the parts are located and details of the arc coating of the cathode material during the reciprocating movement of the cathode spot in the axial direction, carried out by moving the cathode pin retainer on, characterized in that the evaporation of the cathode material, additionally, while moving the cathode spot retainer produce reciprocating movement of the cathode in the axial direction, and the magnitude of the amplitude of the reciprocating movement of the cathode in the axial direction (H k.v / n) is: H k.v / p = (0.2 ... 3) N cp , where N cp is the maximum height of the working area of the vacuum chamber of the ion-plasma spraying unit, when the cathode height (H k ) exceeds the maximum height of the working zone of the vacuum camera (N US ) 0.2 ... 4 times (H k / H y.n = 0.2 ... 4).
2. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.1, отличающийся тем, что амплитуда возвратно-поступательного движения фиксатора катодного пятна в осевом направлении (Нм.ф.в/п) составляет (0,1…1)Ну.п.2. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 1, characterized in that the amplitude of the reciprocating motion of the cathode spot retainer in the axial direction (N m.f.v / p ) is (0.1 ... 1) N u .
3. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.2, отличающийся тем, что при нанесении покрытий детали вращаются вокруг собственной оси и перемещаются относительно катодов.3. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 2, characterized in that when coating the parts rotate around its own axis and move relative to the cathodes.
4. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что катод и фиксатор катодного пятна перемещают в противоположных направлениях.4. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode and cathode spot retainer are moved in opposite directions.
5. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что катод и фиксатор катодного пятна перемещают в одном направлении.5. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode and cathode spot retainer are moved in the same direction.
6. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что катод и фиксатор катодного пятна поочередно перемещают как в одном направлении, так и в противоположных направлениях.6. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode and cathode spot retainer are alternately moved both in one direction and in opposite directions.
7. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.4, отличающийся тем, что при нанесении покрытия обеспечивают параллельность осей вращения катодов и деталей.7. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 4, characterized in that when coating is applied, the axes of rotation of the cathodes and parts are parallel.
8. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.4, отличающийся тем, что в качестве материалов катодов используются следующие металлы: Ti, Zr, Hf, Cr, V, Nb, Та, Mo, W, Al, La, Eu и/или сплавы на основе указанных металлов.8. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 4, characterized in that the following metals are used as cathode materials: Ti, Zr, Hf, Cr, V, Nb, Ta, Mo, W, Al, La, Eu and / or alloys based on these metals.
9. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.4, отличающийся тем, что в качестве материалов катодов используются следующие металлы: Ni, Co, Cr, Al, Y и/или сплавы на основе указанных металлов.9. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 4, characterized in that the following metals are used as cathode materials: Ni, Co, Cr, Al, Y and / or alloys based on these metals.
10. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.8, отличающийся тем, что используют периферийное расположение катодов, а перед нанесением покрытия производят ионно-имплантационную обработку поверхности и постимплантационный отжиг, причем имплантацию ионов легирующих элементов производят при энергии ионов 0,2-300 кэВ и дозе имплантации ионов 1010 до 5·1020 ион/см2, в качестве легирующих элементов используют ионы Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Ti или их комбинацию, а имплантацию и постимплантационный отжиг производят с последующим нанесением покрытия в одном вакуумном объеме за один технологический цикл.10. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 8, characterized in that the peripheral arrangement of the cathodes is used, and before coating is applied, ion-implantation surface treatment and post-implantation annealing are performed, and ion implantation of alloying elements is carried out at an ion energy of 0.2-300 keV and ion implantation dose of 10 10 to 5 · 10 20 ion / cm 2 , Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Ti or a combination of ions are used as alloying elements, and implantation and postimplantation annealing are performed followed by coating in od Mr. vacuum volume for one technological cycle.
11. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.9, отличающийся тем, что используют периферийное расположение катодов.11. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 9, characterized in that the peripheral arrangement of the cathodes is used.
12. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.8, отличающийся тем, что используют центральное расположение катодов, а перед нанесением покрытия производят ионноим плантационную обработку поверхности и постимплантационный отжиг, причем имплантацию ионов легирующих элементов производят при энергии ионов 0,2-300 кэВ и дозе имплантации ионов 1010 до 5·1020 ион/см2, в качестве легирующих элементов используют ионы Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Ti или их комбинацию, а имплантацию и постимплантационный отжиг производят с последующим нанесением покрытия в одном вакуумном объеме за один технологический цикл.12. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 8, characterized in that the central location of the cathodes is used, and before coating is applied, ionic-plantation surface treatment and post-implantation annealing are performed, moreover, ion implantation of alloying elements is carried out at an ion energy of 0.2-300 keV and ion implantation dose of 10 10 to 5 · 10 20 ion / cm 2 , Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Ti ions or a combination of them are used as alloying elements, and implantation and postimplantation annealing is performed with subsequent coating in one ohm vacuum volume in one technological cycle.
13. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.9, отличающийся тем, что используют центральное расположение катодов.13. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 9, characterized in that the central location of the cathodes is used.
14. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.8, отличающийся тем, что используют центральное и периферийное расположение катодов.14. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 8, characterized in that the central and peripheral locations of the cathodes are used.
15. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.9, отличающийся тем, что используют центральное и периферийное расположение катодов.15. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 9, characterized in that they use the Central and peripheral location of the cathodes.
16. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.8, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины.16. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 8, characterized in that the blade of a turbomachine is used as a part.
17. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3 и 7-15, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины.17. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3 and 7-15, characterized in that a blade of a turbomachine is used as a part.
18. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.17, отличающийся тем, что нанесение покрытия производят в среде реакционного газа.18. The method of applying ion-plasma coatings according to 17, characterized in that the coating is carried out in a reaction gas environment.
19. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3 и 7-16, отличающийся тем, что нанесение покрытия производят в среде реакционного газа.19. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3 and 7-16, characterized in that the coating is carried out in a reaction gas medium.
20. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по п.17, отличающийся тем, что в качестве реакционного газа используют азот и/или углерод при давлении 10-2-5·10-4 мм.20. The method of applying ion-plasma coatings according to claim 17, characterized in that nitrogen and / or carbon is used as the reaction gas at a pressure of 10 -2 -5 · 10 -4 mm.
21. Способ нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.1-3 и 7-16, отличающийся тем, что в качестве реакционного газа используют азот и/или углерод при давлении 10-2-5·10-4 мм.21. The method of applying ion-plasma coatings according to any one of claims 1 to 3 and 7-16, characterized in that nitrogen and / or carbon are used as the reaction gas at a pressure of 10-2-5 · 10 -4 mm.
22. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий содержащая вакуумную камеру с расположенными в ней протяженными цилиндрическими трубчатыми охлаждаемыми катодами электродуговых испарителей, выполненные с возможностью вращения вокруг собственной оси и снабженными магнитными фиксаторами положения катодного пятна с приводами, источники питания вакуумно-дугового разряда, источник питания двухступенчатого вакуумно-дугового разряда, держатель изделий, по крайней мере одно, устройство для ионной имплантации, выполненное в виде источника питания потенциала смещения, дополнительный электрод, выполненный с возможностью подключения к положительному полюсу источника питания двухступенчатого вакуумно-дугового разряда, причем дополнительный электрод выполнен в виде цилиндра вращения и расположен в центре вакуумной камеры, отличающаяся тем, что протяженные цилиндрические катоды электродуговых испарителей, выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси катодов, обеспечивающего величину амплитуды возвратно-поступательного движения катода в осевом направлении Hk.в/п=(0,2…3) Ну.п, где Ну.п - предельная высота рабочей зоны вакуумной камеры, при превышении высоты катода (Нk.) предельной высоты рабочей зоны вакуумной камеры (Ну.п) в 0,2…4 раз (Нk/Ну.п=0,2…4) и приводов фиксатора катодного пятна, обеспечивающих поворот фиксатора катодного пятна вокруг оси и возвратно-поступательное перемещение в осевом направлении на величину (0,1…1)Ну.п.22. Installation for applying ion-plasma coatings containing a vacuum chamber with extended cylindrical tubular cooled cathodes of electric arc evaporators located therein, arranged to rotate around its own axis and equipped with magnetic clamps for positioning the cathode spot with drives, vacuum-arc discharge power sources, power source two-stage vacuum-arc discharge, product holder, at least one device for ion implantation, made in the form of a source power supply bias potential, an additional electrode made with the possibility of connecting to the positive pole of the power source of a two-stage vacuum arc discharge, the additional electrode is made in the form of a cylinder of revolution and is located in the center of the vacuum chamber, characterized in that the extended cylindrical cathodes of the electric arc evaporators are made with the possibility of reciprocating motion along the axis of the cathodes, providing the magnitude of the amplitude of the reciprocating motion of the cathode in about in the sowing direction H k.v / p = (0.2 ... 3) N cp , where N cp is the maximum height of the working zone of the vacuum chamber, when the cathode height is exceeded (H k. ) of the maximum height of the working area of the vacuum chamber (N c.p. ) 0.2 ... 4 times (N k / N c.p. 0.2 ... 4) and cathode spot retainer drives that rotate the cathode spot retainer around the axis and back -postupatelnoe movement in the axial direction by an amount (0.1 ... 1) H u.p.
23. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по п.22, отличающаяся тем, что катоды выполнены с внешним и внутренним диаметрами и высотой в диапазонах: внешний диаметр - от 80 до 500 мм, внутренний диаметр - от 30 до 400 мм, при толщине стенки катода не менее 20 мм и высотой от 150 до 4000 мм.23. Installation for applying ion-plasma coatings according to item 22, characterized in that the cathodes are made with external and internal diameters and heights in the ranges: outer diameter - from 80 to 500 mm, inner diameter - from 30 to 400 mm, with a thickness cathode walls of at least 20 mm and a height of 150 to 4000 mm.
24. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.22 и 23, отличающаяся тем, что катоды выполнены из следующих металлов: Ti, Zr, Hf, Cr, V, Nb, Та, Mo, W, Al, La, Eu и/или сплав на основе указанных металлов.24. Installation for applying ion-plasma coatings according to any one of paragraphs.22 and 23, characterized in that the cathodes are made of the following metals: Ti, Zr, Hf, Cr, V, Nb, Ta, Mo, W, Al, La, Eu and / or an alloy based on these metals.
25. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.22 и 23, отличающаяся тем, что катоды выполнены из следующих металлов: Ni, Co, Cr, Al, Y и/или сплавов на основе указанных металлов.25. Installation for applying ion-plasma coatings according to any one of paragraphs.22 and 23, characterized in that the cathodes are made of the following metals: Ni, Co, Cr, Al, Y and / or alloys based on these metals.
26. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по п.22, отличающаяся тем, что вакуумная камера выполнена в виде полого цилиндра вращения высотой 1500…2500 мм и диаметром 800…2500 мм.26. Installation for applying ion-plasma coatings according to item 22, wherein the vacuum chamber is made in the form of a hollow cylinder of revolution with a height of 1500 ... 2500 mm and a diameter of 800 ... 2500 mm.
27. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.22, 23 и 26 отличающаяся тем, что вакуумная камера снабжена дверями-секциями выполненными с возможностью размещения в них протяженных цилиндрических охлаждаемых катодов электродуговых испарителей, выполненных с возможностью их вращения вокруг собственной оси и возвратно-поступательного перемещения вдоль оси вращения катода.27. Installation for applying ion-plasma coatings according to any one of paragraphs.22, 23 and 26, characterized in that the vacuum chamber is equipped with door sections made with the possibility of placing in them extended cylindrical cooled cathodes of electric arc evaporators made with the possibility of rotation around their own axis and reciprocating movement along the axis of rotation of the cathode.
28. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по п.27, отличающаяся тем, что высота секции катодов электродуговых испарителей выполнена большей, чем высота вакуумной камеры в (1,2…5) раз и обеспечивает размещение катодов, превышающих высоту вакуумной камеры установки в (1,2…4) раза.28. The installation for applying ion-plasma coatings according to claim 27, characterized in that the height of the cathode section of the electric arc evaporators is greater than the height of the vacuum chamber by (1.2 ... 5) times and ensures the placement of cathodes exceeding the height of the vacuum chamber of the installation by (1.2 ... 4) times.
29. Установка для нанесения ионно-плазменных покрытий по любому из пп.22 и 23, отличающаяся тем, что вакуумная камера выполнена с возможностью присоединения дополнительных секций вакуумной камеры.
29. Installation for applying ion-plasma coatings according to any one of paragraphs.22 and 23, characterized in that the vacuum chamber is configured to attach additional sections of the vacuum chamber.