RU2432416C1 - Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением - Google Patents
Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432416C1 RU2432416C1 RU2010114065/02A RU2010114065A RU2432416C1 RU 2432416 C1 RU2432416 C1 RU 2432416C1 RU 2010114065/02 A RU2010114065/02 A RU 2010114065/02A RU 2010114065 A RU2010114065 A RU 2010114065A RU 2432416 C1 RU2432416 C1 RU 2432416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- gas
- protective coating
- oxygen
- spraying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения покрытий на поверхности деталей, в частности к способам нанесения защитных покрытий из порошковых материалов газотермическим напылением на поверхности деталей, и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике, машиностроении при изготовлении и ремонте деталей, например корпусных деталей, валов, рабочих и направляющих лопаток газовых турбин. Способ включает напыление материала в виде порошка на поверхность детали в смеси газообразного топлива и кислорода при помощи газопламенной горелки. Напыление осуществляют со скоростью перемещения горелки относительно поверхности детали 110-130 м/мин при дистанции напыления 200-300 мм от поверхности детали при скорости расхода кислорода 210-900 л/мин и газообразного топлива 50-640 л/мин. Технический результат - повышение качества покрытия.
Description
Изобретение относится к технологии получения покрытий на поверхности деталей, в частности к способам нанесения защитного покрытия из порошковых материалов в расплавленном состоянии газотермическим напылением на поверхности деталей, и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике, машиностроении при изготовлении и ремонте деталей, например корпусных деталей, валов, рабочих и направляющих лопаток газовых турбин.
Известен способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением, включающий непрерывную подачу напыляемого материала в виде порошка на поверхность детали при помощи газопламенной горелки. Порошок, поступая в пламя горючей смеси, состоящей из газообразного топлива и кислорода, разгоняется и нагревается потоком газа, при этом расплавленные частицы порошка, попадая на поверхность детали, образуют защитное покрытие (см. Поляк М.С. Технология упрочнения. В 2 т. Машиностроение, 1995. - T.1, с.87-92).
Недостатками данного способа являются:
- низкое качество получаемого защитного покрытия из-за высокой пористости, окисленности и низкой прочности сцепления (адгезионной прочности) защитного покрытия с поверхностью детали (основой), так как скорость напылительного потока невысока и расплавленные частицы успевают окислиться;
- низкая гомогенность (однородность) структуры покрытия из-за неравномерного распределения порошка по поперечному сечению напылительного потока.
Технический результат заявленного способа - повышение качества покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе нанесения защитного покрытия, включающем напыление материала в виде порошка на поверхность детали в смеси газообразного топлива и кислорода при помощи газопламенной горелки, согласно изобретению напыление осуществляют со скоростью перемещения горелки относительно поверхности детали 110-130 м/мин, дистанции напыления 200-300 мм от поверхности детали, расходах кислорода 210-900 л/мин и газообразного топлива 50-640 л/мин.
Указанные количественные признаки являются существенными.
При скорости перемещения горелки меньше 110 м/мин происходит перегрев покрытия и поверхности детали, что приводит к отслоению покрытия и повреждению детали.
При скорости перемещения горелки больше 130 м/мин происходит неравномерное напыление покрытия по толщине («пятнами»).
При дистанции напыления меньше 200 мм происходит перегрев покрытия и поверхности детали, что приводит к отслоению покрытия и повреждению детали.
При дистанции напыления больше 300 мм происходит «недогрев» покрытия, что приводит к низкой адгезионной прочности покрытия с поверхностью детали.
При расходе кислорода меньше 210 л/мин происходит «недогрев» покрытия и распыляемого материала, что приводит к получению пористой некачественной структуры покрытия с большим содержанием нерасплавленных частиц распыляемого материала и низкому коэффициенту использования (КИМ) распыляемого материала.
При расходе кислорода больше 900 л/мин также образуется некачественная структура покрытия с большим содержанием окислов, а также низкий КИМ распыляемого материала.
При расходе горючего топлива меньше 50 л/мин не обеспечивается достаточный прогрев распыляемого материала и покрытия, что приводит к низкому КИМ распыляемого материала и низкой адгезионной прочности покрытия к поверхности детали.
При расходе горючего топлива больше 640 л/мин не обеспечивается высокая скорость частиц распыляемого материала, а получаемое покрытие имеет низкую адгезионную прочность покрытия к поверхности детали.
Таким образом, при выходе за указанные диапазоны качество покрытия снижается, что приводит к снижению срока службы покрытия и снижению эксплуатационных характеристик, т.е. регулировкой расхода газообразного топлива и кислорода, выбором оптимальной дистанции напыления и скорости перемещения горелки (м/мин) можно повысить качество покрытия, а именно повысить стойкость покрытий, например, на основе никеля NiCrAlY и NiCoCrAl(Ta)Y, при работе в условиях высокотемпературного окисления, термоциклирования и горячей коррозии.
В качестве топлива могут быть использованы горючие газы: водород, метан, пропан и др.
Способ реализуется следующим образом.
Реализация способа рассмотрена на примере нанесения защитного покрытия на перо рабочей лопатки второй ступени из сплава ЧС88У-ВИ парогазовой турбины ПГУ-60С.
Предварительно производят подготовку поверхности лопатки: обезжириванием ацетоном, пескоструйной обработкой электрокорундом марки с зерном F36 (400-630 мкм) при давлении сжатого воздуха до 6 кгс/см2 и затем обдувкой чистым сжатым воздухом.
Затем проводят напыление горелкой, снабженной на конце водоохлаждаемым сверхзвуковым соплом Лаваля. Горелку закрепляют на «руке» робота «KUKA» мод. KR15. Перемещение «руки» робота выполняется по заранее составленной программе.
В качестве горючей смеси используют кислород с природным газом метаном в соотношении O2/CH4=1,18-1,39. Расходы газов: метана 390 л/мин, кислорода 460 л/мин. Дистанция напыления 220 мм. Расход азота транспортировки порошка 15 л/мин. Расход порошка 60-80 г/мин. Скорость перемещения горелки 125 м/мин. Лопатку охлаждают чистым сжатым воздухом.
Порошок, поступая в пламя горючей смеси, разгоняется и нагревается потоком газа, при этом расплавленные частицы порошка, попадая на поверхность детали, образуют защитное покрытие.
После нанесения покрытия лопатки проходят отжиг в вакуумной печи при 1000°С в течение 2 часов для снятия напряжений и повышения адгезии покрытия формированием диффузионной зоны по границе покрытие - основной металл.
Данным способом на лопатке получено покрытие CoNiCrAlTaY толщиной 0,08-0,12 мм из порошка Ni23Co20Cr8, 5AI4Ta0, 6Y марки AMDRY 997 с грануляцией частиц <37 мкм.
Claims (1)
- Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением, включающий напыление материала в виде порошка на поверхность детали в смеси газообразного топлива и кислорода при помощи газопламенной горелки, отличающийся тем, что напыление осуществляют со скоростью перемещения горелки относительно поверхности детали 110-130 м/мин при дистанции напыления 200-300 мм от поверхности детали, при скорости расхода кислорода 210-900 л/мин и газообразного топлива 50-640 л/мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114065/02A RU2432416C1 (ru) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114065/02A RU2432416C1 (ru) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2432416C1 true RU2432416C1 (ru) | 2011-10-27 |
Family
ID=44998109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010114065/02A RU2432416C1 (ru) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2432416C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667266C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-09-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Способ газопламенного напыления порошковых материалов с получением покрытия на никелевой основе посредством термораспылителя |
-
2010
- 2010-04-12 RU RU2010114065/02A patent/RU2432416C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОЛЯК М.С. Технология упрочнения. - М.: Машиностроение, 1995. T.1, с.87-92. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667266C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-09-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Способ газопламенного напыления порошковых материалов с получением покрытия на никелевой основе посредством термораспылителя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8007899B2 (en) | Segmented abradable coatings and process(es) for applying the same | |
| US20110048017A1 (en) | Method of depositing protective coatings on turbine combustion components | |
| EP1398394A1 (en) | Cold spraying method for MCrAIX coating | |
| CN103374693A (zh) | 高温炉辊表面的纳米热障涂层及制备方法 | |
| US20120100299A1 (en) | Thermal spray coating process for compressor shafts | |
| JP2007231422A (ja) | コーティング方法、およびコーティングされた物品 | |
| CN105132908A (zh) | 燃气轮机叶片热障涂层粘结层及其制备方法 | |
| EP2336381B1 (en) | Plasma application of thermal barrier coatings with reduced thermal conductivity on combustor hardware | |
| US6103315A (en) | Method for modifying the surface of a thermal barrier coating by plasma-heating | |
| CN104451672A (zh) | 一种调控热障涂层界面形貌的激光粉末沉积方法 | |
| CN112063962B (zh) | 利用ps-pvd在复杂型面表面制备均匀涂层的方法 | |
| US20080044663A1 (en) | Dual layer ceramic coating | |
| CN112176275B (zh) | 一种热障涂层及其制备方法和应用 | |
| US20110086163A1 (en) | Method for producing a crack-free abradable coating with enhanced adhesion | |
| CN107236331A (zh) | 耐高温腐蚀涂料及其制备方法以及耐高温腐蚀涂层及其制备方法 | |
| CN107419213B (zh) | 一种金属基体的表面防腐方法 | |
| CN108118278A (zh) | 一种用于ic10合金低导叶片热障涂层制备方法 | |
| US20110086177A1 (en) | Thermal spray method for producing vertically segmented thermal barrier coatings | |
| Higuera et al. | Influence of the thermal-spray procedure on the properties of a CoNiCrAlY coating | |
| US20120301624A1 (en) | Spray nozzle and method for atmospheric spraying, device for coating, and coated component | |
| CN101709657A (zh) | 一种汽轮机高压喷嘴叶栅的表面耐磨层及其制备方法 | |
| RU2432416C1 (ru) | Способ нанесения защитного покрытия газотермическим напылением | |
| JP5574757B2 (ja) | 遮熱コーティング部材の製造方法 | |
| Mayoral et al. | Aluminium depletion in NiCrAlY bond coatings by hot corrosion as a function of projection system | |
| JP2018003103A (ja) | 遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170622 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190801 |