RU2228969C2 - Способ локальной защиты изделия от газового алитирования - Google Patents
Способ локальной защиты изделия от газового алитирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228969C2 RU2228969C2 RU2002122927/02A RU2002122927A RU2228969C2 RU 2228969 C2 RU2228969 C2 RU 2228969C2 RU 2002122927/02 A RU2002122927/02 A RU 2002122927/02A RU 2002122927 A RU2002122927 A RU 2002122927A RU 2228969 C2 RU2228969 C2 RU 2228969C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- product
- local protection
- sublayer
- coating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химико-термической обработке жаропрочных сплавов и может быть использовано в машиностроении. Данный способ включает экранирование отдельных участков изделия путем нанесения на его поверхность подслоя керамики и последующего нанесения слоя металлического защитного вещества, отличающийся тем, что в качестве подслоя керамики наносят слой ZrO2·Y2O2 толщиной 10…30 мкм, а в качестве слоя металлического защитного вещества наносят комплексное покрытие системы MeCrAlY, где Me - Со, Ni толщиной 50…70 мкм. Техническим результатом изобретения является повышение надежности локальной защиты изделия от газового алитирования. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к химико-термической обработке жаропрочных сплавов и может использоваться в машиностроении.
Известен способ локальной защиты замковой части турбинных лопаток при алитировании путем обмазки замка следующим составом: диоксид титана - 18-22 мас.%, нитрид титана - 14-16 мас.%, триоксид теллура - 0,5-1,5 мас.%, жидкое стекло – остальное (а.с. СССР №1574677, С 23 С 8/02, 1983).
Недостатком способа является трудоемкость нанесения обмазки и неравномерность толщины обмазки. Возможно коррозионное взаимодействие обмазки с металлом лопатки и локальное алитирование защищаемой поверхности.
Наиболее близким по технической сущности является способ локальной защиты изделия от газового алитирования, включающий экранирование отдельных участков изделия путем нанесения на его поверхность подслоя керамики и последующего нанесения слоя металлического защитного вещества (патент США №5725905, С 23 С 10/04, 1998).
Недостаток способа проявляется в том, что керамический подслой имеет большую пористость, возможно растрескивание подслоя. Эти недостатки могут привести к появлению алюминидного покрытия на защищаемой поверхности.
Задачей изобретения является повышение надежности локальной защиты изделия от газового алитирования. Технологией изготовления лопаток не допускается нанесение алюминидного покрытия на наружную поверхность нарезанного замка лопаток, это может привести к значительному снижению усталостной прочности лопаток.
Поставленная задача достигается тем, что в способе локальной защиты изделия от газового алитирования, включающем экранирование отдельных участков изделия путем нанесения на его поверхность подслоя керамики и последующего нанесения слоя металлического защитного вещества, причем в качестве подслоя керамики наносят слой ZrО2·Y2O3 толщиной 10...30 мкм, а в качестве слоя металлического защитного вещества наносят комплексное покрытие системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, толщиной 50...70 мкм.
Известно, что для повышения жаростойкости на наружные поверхности лопаток турбины наносят теплозащитные покрытия, которые состоят из двух слоев: внешнего керамического ZrO2·Y2О3 и внутреннего металлического NiCrAlY. Обычно керамика наносится плазменным методом или электронно-лучевым напылением толщиной 60-200 мкм. Для предотвращения скалывания керамическое покрытие наносят с контролируемой пористостью и распределенными внутри микротрещинами. Стабилизация керамики 8% Y2О3 приводит к повышению ее термостойкости, прочности и вязкости разрушения. Однако керамика обладает низкой адгезией к жаропрочным никелевым сплавам. Этот недостаток устраняется за счет нанесения металлического подслоя системы NiCrAlY, который характеризуется высокой адгезией к двуокиси циркония. Металлический подслой наносится на поверхность детали методом вакуумной плазменной технологии высоких энергий или электронно-лучевым напылением из сплавов NiCrAlY, CoCrAlY, NiCoCrAlY толщиной 60...100 мкм (Н.В.Абраимов, Высокотемпературные материалы и покрытия для газовых турбин, М.: Машиностроение, 1993, с.17-61).
В предлагаемом техническом решении на поверхность изделия первым наносится подслой керамики ZrO2·Y2О3, а затем слой металлического защитного вещества - комплексное покрытие системы MeCrAlY, где - Me - Ni, Со. Подслой керамики выполняет роль инертной прослойки, которая не взаимодействует с металлом изделия при высокой температуре и обладает низкой адгезией. Слой металлического защитного вещества обеспечивает плотное прилегание керамического подслоя к металлу изделия и увеличивает его механическую прочность. При алитировании слой металлического защитного вещества взаимодействует с насыщающей газовой средой и в нем происходит формирование алюминидного покрытия, толщина которого определяется температурой и временем алитирования. Слой металлического защитного вещества исключает проникновение насыщающей газовой среды к поверхности изделия и образование на ней алюминидного покрытия.
На чертеже приведено изображение шлифа образца.
Способ локальной защиты изделий от газового алитирования реализуют следующим образом.
Для экранирования отдельного участка изделия, например наружной поверхности замка лопатки, на ее поверхность наносят подслой керамики ZrO2·Y2О3, которая не взаимодействует с металлом изделия при высокой температуре и обладает низкой адгезией.
Слой металлического защитного вещества, комплексное покрытие системы MeCrAlY, где Me - Со, Ni, наносят на керамику. Слой металлического защитного вещества обеспечивает плотное прижатие керамического подслоя к металлу изделия и увеличивает его механическую прочность. При алитировании слой металлического защитного вещества взаимодействует с насыщающей газовой средой и в нем происходит формирование алюминидного покрытия, толщина которого определяется температурой и временем алитирования. Слой металлического защитного вещества исключает проникновение насыщающей газовой среды к поверхности изделия и образование на ней алюминидного покрытия.
Толщина подслоя керамики определяется механическими характеристиками. При толщине керамического подслоя больше 30 мкм возможно его скалывание с поверхности изделия, а при толщине подслоя меньше 10 мкм он обладает большой пористостью.
Толщина металлического защитного вещества должна превышать толщину алюминидного покрытия. При толщине металлического слоя меньше 20 мкм в нем наблюдается высокая микропористость и возможно проникновение насыщающей газовой среды через керамический подслой к поверхности изделия и формирование алюминидного покрытия. При газовом алитировании лопаток толщина алюминидного покрытия обычно не превышает 40...50 мкм. Для исключения проникновения насыщающей газовой среды к поверхности изделия и образования на ней алюминидного покрытия достаточно нанести металлическое защитное вещество, комплексное покрытие системы MeCrAlY, где Me - Со, Ni, толщиной 50 мкм.
После нанесения защитного покрытия производят алитирование детали. Защитный слой после алитирования удаляется.
Пример конкретного выполнения.
На установке ШГА1/1 обрабатывались серии рабочих лопаток из сплава ЖС26ВНК - наносилось алюминидное покрытие методом газового алитирования. Режим насыщения: время обработки 6 ч, температура 980°С, периодическая работа вентилятора.
Серия 1. Партия лопаток без защиты (экранирования) замка лопаток с нанесенным на наружную поверхность лопатки покрытием из сплава СДП 2, имеющего следующий состав, маc.%: Ni - основа, Сr 18...22, Al 11...13, Y 0,3...0,6.
Серия 2, 3, 4. На замок лопатки, перед проведением газового алитирования, наносили защитный (экранирующий) подслой из керамики ZrO2·Y2О3, а затем металлический слой из сплава СДП 2.
Результаты металлографического контроля толщины алюминидного покрытия на замке лопатки и на наружной поверхностях пера лопатки приведены в таблице.
Предел выносливости лопаток (по замку) после 2·107 циклов испытаний составил: серия 1-80 МПа, серия 2, 3, 4 - 180 МПа.
Изобретение позволяет повысить надежность локальной защиты изделия от газового алитирования.
Claims (1)
- Способ локальной защиты изделия от газового алитирования, включающий экранирование отдельных участков изделия путем нанесения на его поверхность подслоя керамики и последующего нанесения слоя металлического защитного вещества, отличающийся тем, что в качестве подслоя керамики наносят слой ZrO2 • Y2O2 толщиной 10...30 мкм, а в качестве слоя металлического защитного вещества наносят комплексное покрытие системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, толщиной 50...70 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002122927/02A RU2228969C2 (ru) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Способ локальной защиты изделия от газового алитирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002122927/02A RU2228969C2 (ru) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Способ локальной защиты изделия от газового алитирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002122927A RU2002122927A (ru) | 2004-03-10 |
RU2228969C2 true RU2228969C2 (ru) | 2004-05-20 |
Family
ID=32678838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002122927/02A RU2228969C2 (ru) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Способ локальной защиты изделия от газового алитирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228969C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464350C2 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ обработки изделий из жаропрочных сплавов |
RU2646304C2 (ru) * | 2016-05-27 | 2018-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ локальной защиты изделия из жаропрочного сплава от газового алитирования |
-
2002
- 2002-08-26 RU RU2002122927/02A patent/RU2228969C2/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464350C2 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ обработки изделий из жаропрочных сплавов |
RU2646304C2 (ru) * | 2016-05-27 | 2018-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ локальной защиты изделия из жаропрочного сплава от газового алитирования |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002122927A (ru) | 2004-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6291084B1 (en) | Nickel aluminide coating and coating systems formed therewith | |
EP1801263B1 (en) | Platinum modified NiCoCrAly bondcoat for thermal barrier coating | |
US5981088A (en) | Thermal barrier coating system | |
US6255001B1 (en) | Bond coat for a thermal barrier coating system and method therefor | |
KR102630007B1 (ko) | 터빈 틈새 제어 코팅 및 방법 | |
US6720038B2 (en) | Method of forming a coating resistant to deposits and coating formed thereby | |
RU2167220C2 (ru) | Защитное покрытие для составных элементов, подвергающихся эрозионно-коррозионному воздействию в высокотемпературной среде | |
EP1801257A2 (en) | High strength NiPtAIHf Bondcoat | |
US20100028711A1 (en) | Thermal barrier coatings and methods of producing same | |
US5413871A (en) | Thermal barrier coating system for titanium aluminides | |
KR20070077056A (ko) | Cmas 저항성 열차폐 피막 | |
KR20070077057A (ko) | 용융 규산염 저항성 외층을 구비한 이트리아 안정화지르코니아 피막 | |
EP2145969A1 (en) | Economic oxidation and fatigue resistant metallic coating | |
EP1120480B1 (en) | Enhanced coating system for turbine airfoil applications | |
RU2691822C1 (ru) | Повторяющее контур защитное покрытие для деталей компрессора газовых турбин | |
US6168875B1 (en) | Coatings for turbine components | |
EP0985745A1 (en) | Bond coat for a thermal barrier coating system | |
JP2003041358A (ja) | 金属基体に断熱コーティングシステムを付与する方法 | |
RU2375499C2 (ru) | Способ получения многослойного теплозащитного покрытия на деталях из жаропрочных сплавов | |
RU2667191C1 (ru) | Способ получения многослойного защитного покрытия лопаток турбомашин из титановых сплавов | |
US20080187773A1 (en) | Method for the Protection of Titanium Alloys Against High Temperatures and Material Produced | |
RU2228969C2 (ru) | Способ локальной защиты изделия от газового алитирования | |
Podchernyaeva et al. | Protective coatings on heat-resistant nickel alloys | |
RU2402639C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного теплозащитного покрытия на детали из жаропрочных сплавов | |
RU2441103C2 (ru) | Способ получения теплозащитного покрытия |