RU2009144424A - Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения - Google Patents
Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009144424A RU2009144424A RU2009144424/02A RU2009144424A RU2009144424A RU 2009144424 A RU2009144424 A RU 2009144424A RU 2009144424/02 A RU2009144424/02 A RU 2009144424/02A RU 2009144424 A RU2009144424 A RU 2009144424A RU 2009144424 A RU2009144424 A RU 2009144424A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- vacuum
- ion
- layer
- ceramic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
1. Способ получения теплозащитного покрытия, преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий формирование на защищаемой поверхности лопатки металлического подслоя, переходного металлокерамического слоя и внешнего керамического слоя, отличающийся тем, что при формировании переходного металлокерамического слоя по его толщине проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике, в диапазоне 1-20 вес.% на шаг, уменьшая количество металла по толщине переходного слоя от 100% до 0%, при толщине переходного слоя от 8 мкм до 150 мкм. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой формируют газотермическим напылением, проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 10-20 вес.% на шаг, при величине шага от 4 мкм до 8 мкм, при толщине переходного слоя от 40 мкм до 150 мкм. ! 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой формируют вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 1-10 вес.% на шаг, при величине шага от 0,08 мкм до 0,8 мкм, при толщине переходного слоя от 8 мкм до 100 мкм. ! 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала керамического слоя и керамики в переходном слое используют ZrO2, стабилизированную Y2O3 в соотношении Y2O3-5…9 вес.%, ZrO2 - остальное. ! 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что керамика дополнительно содержит от 4% до 36% оксидов La, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb и их смесей. ! 6. Способ по любому и
Claims (37)
1. Способ получения теплозащитного покрытия, преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий формирование на защищаемой поверхности лопатки металлического подслоя, переходного металлокерамического слоя и внешнего керамического слоя, отличающийся тем, что при формировании переходного металлокерамического слоя по его толщине проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике, в диапазоне 1-20 вес.% на шаг, уменьшая количество металла по толщине переходного слоя от 100% до 0%, при толщине переходного слоя от 8 мкм до 150 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой формируют газотермическим напылением, проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 10-20 вес.% на шаг, при величине шага от 4 мкм до 8 мкм, при толщине переходного слоя от 40 мкм до 150 мкм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой формируют вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, проводят пошаговое изменение соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 1-10 вес.% на шаг, при величине шага от 0,08 мкм до 0,8 мкм, при толщине переходного слоя от 8 мкм до 100 мкм.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала керамического слоя и керамики в переходном слое используют ZrO2, стабилизированную Y2O3 в соотношении Y2O3-5…9 вес.%, ZrO2 - остальное.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что керамика дополнительно содержит от 4% до 36% оксидов La, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb и их смесей.
6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала металлического слоя используют жаростойкие сплавы на основе никеля и/или кобальта с добавками Cr, Al, Y, Yb, причем толщина металлического подслоя составляет от 8 мкм до 60 мкм, а толщина керамического слоя составляет от 35 мкм до 400 мкм.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве материала металлического слоя используют жаростойкие сплавы на основе никеля и/или кобальта с добавками Cr, Al, Y, Yb, причем толщина металлического подслоя составляет от 8 мкм до 60 мкм, а толщина керамического слоя составляет от 35 мкм до 400 мкм.
8. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя проводят ионно-плазменную подготовку поверхности лопатки и ее ионно-имплантационную обработку ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 1010 до 5·1020 ион/см2.
9. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя проводят ионно-плазменную подготовку поверхности лопатки и ее ионно-имплантационную обработку ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 1010 до 5·1020 ион/см2.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя проводят ионно-плазменную подготовку поверхности лопатки и ее ионно-имплантационную обработку ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 1010 до 5·1020 ион/см2.
11. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, 9, 10, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.
12. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.
13. Способ по п.6, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.
14. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.
15. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, 9, 10, 12-14, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным, и/или гальваническим, и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
16. Способ по п.4, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным, и/или гальваническим газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
17. Способ по п.6, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным, и/или гальваническим газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
18. Способ по п.8, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным, и/или гальваническим, и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
19. Способ по п.11, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным, и/или гальваническим, и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
20. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм.
21. Способ по любому из пп.7, 9, 10, 12-14, 16-19, отличающийся тем, что в качестве жаростойкого сплава используют сплавы состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
22. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16%) до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
23. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
24. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
25. Способ по п.15, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Со - от 16% до 30%; Ni - остальное, или состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
26. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, 9, 10, 12-14, 16-19, 22-25, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800°C до 1300°C.
27. Способ по п.6, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800°C до 1300°C.
28. Способ по п.8, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800°C до 1300°C.
29. Способ по п.11, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800°C до 1300°C.
30. Способ по п.15, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800°C до 1300°C.
31. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, 9, 10, 12-14, 16-19, 22-25, 27-30, отличающийся тем, что в качестве лопатки турбины используются лопатки из никелевых или кобальтовых жаропрочных сплавов.
32. Теплозащитное покрытие преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее металлический подслой, нанесенный на поверхность лопатки, переходный слой, содержащий металлическую и керамическую фазы и нанесенный на переходный слой внешний керамический слой на основе ZrO2 стабилизированный Y2O3, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой выполнен многослойным при пошаговом уменьшении содержания металлической составляющей в каждом слое переходного слоя от 1% до 20% весовых в направлении перехода от металлического подслоя к керамическому слою, при уменьшении соотношения металла к керамике по толщине переходного слоя от 100% до 0% и толщине переходного слоя от 8 мкм до 150 мкм.
33. Теплозащитное покрытие, по п.32 отличающееся тем, что включает переходный металлокерамический слой, полученный газотермическим напылением при пошаговом изменении соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 10-20 вес.% на шаг, при величине шага от 4 мкм до 8 мкм, при толщине переходного слоя от 40 мкм до 100 мкм.
34. Теплозащитное покрытие, по п.32 отличающееся тем, что включает переходный металлокерамический слой, полученный вакуумными ионно-плазменными методами и/или магнетронными методами и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, при пошаговом изменении соотношения содержания металла к керамике в диапазоне 1-10 вес.% на шаг, при величине шага от 0,08 мкм до 0,8 мкм, при толщине переходного слоя от 8 мкм до 100 мкм.
35. Теплозащитное покрытие, по п.32 отличающееся тем, что в качестве материала металлического подслоя использованы жаростойкие сплавы на основе никеля и/или кобальта с добавками Cr, Al, Y, Yb, причем толщина металлического подслоя составляет от 8 мкм до 60 мкм, а металлический подслой нанесен на поверхность основного материала лопатки, подвергнутую ионно-имплантационной обработке ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 1010 до 5·1020 ион/см2.
36. Теплозащитное покрытие по любому из пп.32-35, отличающееся тем, что толщина керамического слоя составляет от 35 мкм до 400 мкм, а в качестве материала керамического слоя и керамики в переходном слое использованы ZrO2, стабилизированный Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5…9 вес.% ZrO2 - остальное.
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что керамика дополнительно содержит от 4% до 36% оксидов La, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb и их смесей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144424/02A RU2423550C1 (ru) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144424/02A RU2423550C1 (ru) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009144424A true RU2009144424A (ru) | 2011-06-10 |
| RU2423550C1 RU2423550C1 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=44736295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144424/02A RU2423550C1 (ru) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423550C1 (ru) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479666C1 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ формирования теплозащитного покрытия на деталях газовых турбин из никелевых и кобальтовых сплавов |
| RU2551331C2 (ru) * | 2013-07-10 | 2015-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения многослойного градиентного покрытия методом магнетронного напыления |
| RU2606815C2 (ru) * | 2014-03-06 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ нанесения теплозащитного композитного покрытия, содержащего оксид циркония, на металлическую поверхность изделия |
| RU2606814C2 (ru) * | 2014-03-06 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Теплозащитное нанокомпозитное покрытие и способ его формирования |
| RU2607055C2 (ru) * | 2014-04-29 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ нанесения теплозащитного композитного покрытия, содержащего оксид циркония, на металлическую поверхность изделия |
| RU2674292C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Термоэмиссионные Турбины" | Гиперзвуковой турбореактивный двигатель |
| RU2689588C2 (ru) * | 2017-08-21 | 2019-05-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) | Способ получения толстослойного керамического теплозащитного покрытия на металлической подложке |
| RU207292U1 (ru) * | 2021-06-26 | 2021-10-21 | Антон Владимирович Новиков | Лопатка турбины для газотурбинных двигателей и установок |
| RU207259U1 (ru) * | 2021-06-26 | 2021-10-20 | Антон Владимирович Новиков | Лопатка второй ступени турбины ДГ-90 |
| RU2766404C1 (ru) * | 2021-08-05 | 2022-03-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Многослойное теплозащитное покрытие на деталях из жаропрочных сплавов |
-
2009
- 2009-11-30 RU RU2009144424/02A patent/RU2423550C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2423550C1 (ru) | 2011-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2009144424A (ru) | Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения | |
| RU2009144420A (ru) | Теплозащитное покрытие и способ его получения | |
| KR101204251B1 (ko) | 차열 코팅 재료 | |
| US20210323868A1 (en) | Functional barrier coating and related methods thereof | |
| KR20070067607A (ko) | 고강도 Ｎｉ-Ｐｔ-Ａｌ-Ｈｆ 접합 코팅 | |
| KR20100061854A (ko) | 내고온부식 합금재, 차열 코팅재, 터빈 부재, 및 가스 터빈 | |
| CN103668191A (zh) | 一种热障涂层的制备方法 | |
| US8100083B2 (en) | Process and apparatus for depositing a ceramic coating | |
| JPH10219476A (ja) | セラミック被覆ガスタービン動翼 | |
| RU2009135494A (ru) | Способ формирования теплозащитного покрытия | |
| CN104988466A (zh) | 一种利用双辉等离子渗金属技术低温制备α-Al2O3涂层的方法 | |
| EP2716872A2 (en) | Coated components comprising a silicon-based substrate and a porous thermal barrier coating | |
| RU2010115735A (ru) | Способ получения жаростойкого покрытия на лопатках газовых турбин | |
| JP2010229471A (ja) | 遮熱コーティング用材料、遮熱コーティング、タービン部材及びガスタービン | |
| JP2003342751A (ja) | 耐熱構造部材およびその製造方法 | |
| RU2009116342A (ru) | Способ получения теплозащитного покрытия | |
| RU94974U1 (ru) | Лопатка турбины с теплозащитным покрытием для газотурбинных двигателей и энергетических установок | |
| RU2010114799A (ru) | Способ получения жаростойкого покрытия на лопатках турбомашин | |
| RU2010138037A (ru) | Способ получения теплозащитного покрытия | |
| CN102888583B (zh) | 一种CoNiCrAlY涂层及其制备方法和应用 | |
| RU2009116343A (ru) | Способ получения жаростойкого покрытия | |
| RU2010111608A (ru) | Способ повышения стойкости блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов к термомеханическим нагрузкам | |
| JP2009293106A (ja) | 高温導電性酸化物皮膜および通電材料 | |
| RU2010138038A (ru) | Способ получения теплозащитного покрытия с дискретными керамическими элементами | |
| JP5164250B2 (ja) | 遮熱コーティング部材とその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121201 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131127 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151201 |