RU2010103301A

RU2010103301A - Способ получения жаростойкого покрытия на лопатках турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок

Info

Publication number: RU2010103301A
Application number: RU2010103301/02A
Authority: RU
Inventors: Аскар Джамилевич Мингажев (RU); Аскар Джамилевич Мингажев; Андрей Александрович Быбин (RU); Андрей Александрович Быбин; Антон Владимирович Новиков (RU); Антон Владимирович Новиков; Марина Константиновна Смыслова (RU); Марина Константиновна Смыслова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш" (RU); Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Вакууммаш"
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2011-08-10
Also published as: RU2435872C2

Abstract

1. Способ получения жаростойкого покрытия на лопатках турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий ионно-плазменную подготовку и ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки, вакуумно-плазменное нанесение на нее жаростойкого слоя и последующую термообработку покрытия, отличающийся тем, что ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки проводят ионами N, Pd, Ag или их его сочетанием, а также их сочетанием с ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, а в качестве материала для жаростойкого слоя используют сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0% до 2,0%; Al - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя проводят в среде азота в вакууме не хуже 10-3 мм рт.ст. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Pd, Ag или их сочетанием, которую каждый раз проводят до образования микро- или нанослоя, обеспечивая разделение всего жаростойкого слоя на микро- или нанослои, образованные как в результате имплантации ионов, так и в результате нанесения материала жаростойкого слоя без имплантации ионов. ! 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм. ! 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм. ! 5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что толщина жаростойкого слоя составляет от 10 мкм до 70 мкм, а количество микро- или нанослоев в жаростойком слое составляет от 3 д�

Claims

1. Способ получения жаростойкого покрытия на лопатках турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий ионно-плазменную подготовку и ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки, вакуумно-плазменное нанесение на нее жаростойкого слоя и последующую термообработку покрытия, отличающийся тем, что ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки проводят ионами N, Pd, Ag или их его сочетанием, а также их сочетанием с ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, а в качестве материала для жаростойкого слоя используют сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0% до 2,0%; Al - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя проводят в среде азота в вакууме не хуже 10^-3 мм рт.ст.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, Pd, Ag или их сочетанием, которую каждый раз проводят до образования микро- или нанослоя, обеспечивая разделение всего жаростойкого слоя на микро- или нанослои, образованные как в результате имплантации ионов, так и в результате нанесения материала жаростойкого слоя без имплантации ионов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.

5. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что толщина жаростойкого слоя составляет от 10 мкм до 70 мкм, а количество микро- или нанослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1500.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что нанесение дополнительных слоев покрытия осуществляют вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что нанесение дополнительных слоев покрытия осуществляют вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что нанесение дополнительных слоев покрытия осуществляют вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.

9. Способ по любому из пп.1-4, 6-8, отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят 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.5 отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят 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.1-4, 6-8, 10, отличающийся тем, что после нанесения покрытия проводят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10^-3 мм рт.ст. в течение от 2 до 5 часов при температуре от 950°С до 1050°С.

12. Способ по п.5, отличающийся тем, что после нанесения покрытия проводят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10^-3 мм рт.ст. в течение от 2 до 5 часов при температуре от 950°С до 1050°С.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что после нанесения покрытия проводят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10^-3 мм рт.ст. в течение от 2 до 5 часов при температуре от 950°С до 1050°С.

14. Способ по любому из пп.1-4, 6-8, 10, отличающийся тем, что после нанесения жаростойкого слоя газотермическим, и/или ионно-плазменным, и/или магнетронным, и/или электронно-лучевым методом наносят керамический слой толщиной от 20 до 300 мкм состава Y₂O₃ - 5…9 вес.%, ZrO₂ - остальное, затем лопатку с нанесенными слоями подвергают отжигу при температуре 1000-1050°С в течении от 2 до 5 часов в вакууме от 10^-3 до 10^-4 мм рт.ст.

15. Способ по п.5, отличающийся тем, что после нанесения жаростойкого слоя газотермическим, и/или ионно-плазменным, и/или магнетронным, и/или электронно-лучевым методом наносят керамический слой толщиной от 20 до 300 мкм состава Y₂O₃ - 5…9 вес.%, ZrO₂ - остальное, затем лопатку с нанесенными слоями подвергают отжигу при температуре 1000-1050°С в течении от 2 до 5 часов в вакууме от 10^-3до 10^-4 мм рт.ст.

16. Способ по п.9, отличающийся тем, что после нанесения жаростойкого слоя газотермическим, и/или ионно-плазменным, и/или магнетронным, и/или электронно-лучевым методом наносят керамический слой толщиной от 20 до 300 мкм состава Y₂O₃ - 5…9 вес.%, ZrO₂ - остальное, затем лопатку с нанесенными слоями подвергают отжигу при температуре 1000-1050°С в течении от 2 до 5 часов в вакууме от 10^-3до 10^-4 мм рт.ст.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что перед нанесением керамического слоя на поверхность жаростойкого слоя наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.

18. Способ по любому из пп.16 и 17, отличающийся тем, что перед нанесением керамического слоя на поверхность жаростойкого слоя наносят слой из Nb, Pt, Pd, Ag, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.