UA46716C2 - Спосіб одержання покриття на основі - Google Patents

Abstract

Спосіб одержання покриття на підкладці, що включає алюмінування, хромування або силіціювання підкладки і нанесення покриття на оброблену підкладку шляхом електролітичного або безелектролізного осадження металевої матриці М1 з ванни, що містить частки CrAl М2, для того, щоб співосадити частки з матрицею, при цьому М1 є Nі, або Со, або Fе, або два або усі з цих елементів, і M2 є Y, Sі, Tі, Hf, Та, Nb, Mn, Pt , рідкоземельний елемент, або два, або декілька з цих елементів. Спосіб переважно включає платино-алюмінування підкладки. Перед осадженням і після співосадження M1CrAlМ2 можна включити теплову обробку.

Description

Опис винаходу

Настоящее изобретение относится к обеспечению защитньїх покрьїтий на подложках. Такие покрьтия 2 применяют на составляющих злементах, которне подвергаются воздействию вьісокотемпературньх сред, в частности, где особенно вероятньми являются коррозия и/или зрозия. Основное, но не обязательно единственное применение таких покрьїтий состоит в использованиий их на составньїх частях газо-турбинньїх двигателей, в особенности на составляющих злементах, изготовленньїх из сверхпрочньїх сплавов, например, валах газовой турбиньі, ободах, дисках, на составляющих злементах камерь! сгорания, лопастях статора и 710 лопатках рабочего колеса турбинь и на направляющих лопатках. Изобретение также относится к таким деталям и коборудованию и к транспортньім средствам или к стационарньїм установкам, включающим такие детали.

В течение долгого времени считали, что составляющие злементь! газовьїх турбин, в особенности их внутренние злементьі, находящиеся поблизости от камерь сгорания и расположеннье ниже по течению, должнь иметь вьісокую прочность и коррозионную стойкость при вьісокой температуре. 19 МИзвестно, что для обеспечения достаточного предела при вьісоких температурах используются составляющие злементь), изготовленнье из сверхпрочного материала, имеющего структуру, способную вьідерживать нагрузку. Типичньмми используемьми сверхпрочньіми сплавами, в зависимости от требований к конкретньім использованиям, являются сверхпрочньсе сплавь на основе Мі, Со и Ре (примерами являются такие сплавьї, которне известньі под фабричньіми марками ІМ100, ІМ718, ІМ7З38, МАК-МО02, МАК-М247, СМ5ЗХ-4, РУМА 1480 8 РА 1484). Сверхпрочньюе сплавьй на основе Бе и Со часто представляют упрочненнье твердье растворьі. Сплавьі на основе Мі в качестве основной составляющей имеют Мі и часто содержат некоторье количества Сг, Со, Бе, Мо, УМ или Та, и часто представляют упрочненньй твердьй раствор или дисперсионно-твердеющий сплав. Дисперсионно-твердеющие сплавь на основе Мі широко используют для составляющих злементов газовой турбиньі, и они часто содержат для получения второй фазьї, осажденной в с 29 ходе соответствующей тепловой обработки, АЇ, Ті или М. Примерами дисперсионно-твердеющих сверхпрочньїх (9 сплавов на основе Мі, используемьїх для составляющих злементов газовой турбиньі, являются такие, которьіе известньї под фабричньми марками ІМСО 713, В8-1900, ІМІ00, МАК-М200 и МАК-М247. Примерами сверхпрочньїх сплавов на основе Со являются МАК-М5О09 и Наупез 188, и примерами сверхпрочньїх сплавов на основе Ре являются Іпсоісу 802 и Іпсоїсу 903. Составляющие злементь! газовой турбиньї, изготовленнье из ї-оі сверхпрочньїх сплавов, иногда подвергаются обработке давлением или отливке, и для чрезвьічайньїх рабочих «- условий могут бьть непосредственно отвержденьй или могут существовать в виде монокристаллической структурні. -

Так как сам сверхпрочньіїй сплав обьічно не способен противостоять агрессивной окислительной атмосфере «(о при обслуживанийи, на практике принято покрьівать составляющие злементь, изготовленнье из сверхпрочного

Зо сплава, коррозионно-стойким материалом. т

Одним из применений на практике является алюминирование сверхпрочного сплава. Его обьчно осуществляют с использованием так назьіваемого процесса уплотненного алюминирования или посредством физического осаждения из паровой фазьі. Зти процессьі включают диффузию АЇ в сверхпрочньій сплав, при « зтом в случае сверхпрочньїх сплавов на основе Мі образуются алюминидь, например МІіАЇ. З7З 70 При обслуживаниий образуется предназначенньійй для защитьй материала поверхностньй слой А! 250», с которьій, вследствие термического расширения и сжатия, имеет склонность к отслаиванию. Его постепенно "з восстанавливают посредством диффузии АЇ снаружи, и в конечном счете, когда уже больше не существует АЇ в количестве, достаточном для заменьі отслоенного материала на конкретном участке, составляющий злемент, изготовленньій из сверхпрочного сплава, будет подвергаться бьістрой местной коррозии. Хром и кремний, 79 вместе или поодиночке, и в отдельности или в дополнение к алюминию, могут также диффундировать в те сверхпрочньіїй сплав, образуя поверхностньій слой, включающий хромидь! или силицидьі. Хотя в дальнейшем

Ге») будет делаться ссьілка, главньм образам, на алюминирование, следует понимать, что такую ссьІілку необходимо интерпретировать как альтернативно относящуюся ти(айзтийапаіз к хромированию и/или ї силицированию. - 70 Еще одним применением на практике является покрьїтие сверхпрочного сплава наплавленньм слоем, например, МСГАїЇМ, МОТАЇІНІ, МСТГАЇУНІ, МегАїУ Нізі и МОгАїІТах, где М является Со или Мі или Ре или их смесью. с Добавление У, Зі или НІ помогает предотвратить отслоение АІ2О3 от поверхности, и таким образом, увеличивает срок службь! составляющего злемента. Зти наплавленнье материаль! могут бьіть нанесень! путем плазменного напьіления; или путем процесса соосаждения, например такого процесса, которьій мь! описали в 22 нашем патенте 28-В-2167446. Обьчно принято покрьівать составляющий злемент зтими материалами таким

ГФ) образом, чтобьі получить слой толщиной от 75 до 200ум или болеє. Процессь! покрьїтия являются 7 дорогостоящими и составляющие злементь, имеющие толщину покрьітия указанного порядка, имеют срок службь!, достаточньй для оправдания таких затрат. Однако, когда нагрузки на составляющие злементь продолжают увеличиваться, становится все более нежелательньм покрьшвать составляющие злементь, бо например лопатки рабочего колеса, неконструкционньмми материалами.

Еще одна проблема с покрьитиями, имеющими толщину слоя указанного порядка, состоит в том, что они в условиях обслуживания, становящихся постепенно все более зкстремальньми в большинстве современньх газовьїх турбин, подверженьі термомеханическому усталостному растрескиванию, и зто является крайне нежелательньм, в частности, если покритие наносят на тонкостенньй польій составляющий злемент, например 65 лопатку турбиньї, поскольку растрескивание покрьітия может вьізвать повреждение лопатки.

В патенте США Мо А-4933239 описано плазменное напьіление наплавленного слоя 25,4 4м СосСтАу5іНнІ на сверхпрочньій сплав Мі. После плазменного напьіления покриьїтие подвергали стеклодробеструйной обработке, алюминировали уплотняющей цементационной смесью и, в конечном счете, осуществляли стадий диффузии и осаждения во время тепловой обработки. В описаний к патенту указано, предпочтительньм способом напьіления СоСтАЇМЗІіНІ покрьтия является плазменное напьілениєе, но в описаний есть также общее заключение о том, что наплавленное покриьітие может бьіть нанесено, например, путем плазменного напьіления, злектронно-лучевой змиссии, нанесения злектролитического покрьїтия, металлизации напьилением или путем нанесения покрьїтия из пульпь. 70 Полагают, что одна из причин использования операции дробеструйной обработки предшествующей области состоит в том, что МОГАЇМ в состояний после осаждения является не в достаточной степени гладким.

Кроме того, при алюминированиий значительно изменяется морфология наплавленного слоя, и алюминий склонен полностью диффундировать через наплавленньй слой в подложку из сверхпрочного сплава.

Другая проблема состоит в трудности обеспечения того, чтобьі ключевье злементь! У, Зі и Ні, 7/5 первоначально присутствующие в наплавленном слое, бьіли обеспеченьі в относительно большом количестве вплотную к наружной поверхности конечного продукта.

Настоящее изобретение нацелено на разрешение проблем предшествующего уровня техники.

В соответствии с первьім аспектом настоящего изобретения обеспечен способ получения покрьїтия на подложке, которьій включает алюминирование, хромирование или силицирование подложки и осаждение на обработанной подложке путем злектролитического или беззлектролизного осаждения металлической матриць

М. из ванньї, содержащей частиць! СгАІМо, для того, чтобьі соосадить частицьі с матрицей, при зтом М 4 является Мі или Со или Ре или двумя или всеми из зтих злементов, и Ма, является У, 5і, Ті, НЕ, Та, МБ, Мп,

РІ, редкоземельньїм злементам или двумя или несколькими из зтих злементов.

Одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что оно не включает в качестве существенной (су особенности способа нанесения покрьїтия стадию дробеструйной обработки. Другое преимущество состоит в том, что ключевне злементь, например У, Бі и НЕ, могут бить расположеньії вплотную к наружной поверхности о конечного продукта. Еще одно преимущество состоит в том, что міСгАІМо не должен подвергаться дополнительному злиминированию, и в конечном продукте достигается значительно лучшая морфология.

Подложку можно алюминировать в соответствии с одним из многих различньїх процессов алюминирования, «о например процессов, содержащих или включающих уплотненное алюминирование, физическое осаждение из паровой фазьї или алюминирование газопламенньм напьлением, разбрьзгивание или злектроосаждениє. (77

Подложку предпочтительно алюминируют способом уплотненного алюминирования. Хромирование или че силицирование могут бьть подобно осуществленьй с использованием вьішеприведенньїх зквивалентньх процессов. ее,

В предпочтительном варианте подложку подвергают платиноалюминированию. Оно может включать «ф осаждение слоя платиньії, например путем злектроосаждения перед или после алюминирования. Осажденньй платиновьй слой может иметь толщину около 5 или около 10ум. Вместо платиньі или вместе с платиной могут бьіть использовань! палладий или рутений. «

Перед осаждением М.СгАІМо в процесс нанесения покрьтия можно включить тепловую обработку. В особенно предпочтительном варианте независимо от того, включают или нет тепловую обработку перед /Ш-д с соосаждением М.іСгАІМ»о, после соосаждения М 1СгАІМо осуществляют тепловую обработку для того, чтобь ц вьізвать желательную степень гомогенизации и диффузию между покрьітием, полученньім алюминированием, и "» М.СгГАЇМ» покритием. Алюминирование представляет собой предпочтительно уплотнительное алюминирование при приблизительно 9007 в течение приблизительно 6 часов в регулируемой атмосфере, например аргона или гелия. Затем составляющий злемент можно подвергнуть последиффузионной обработке при ; 11007 в течение г» приблизительно 1 часа в вакууме, и затем покрьїтие подвергают упрочнению при старений при ; 870"С в течение приблизительно 16 часов в вакууме. Альтернативно или в дополнение составляющий злемент после осаждения

Ф М.СгАЇМо на слой, полученньій после алюминирования, может бьть подвергнут тепловой обработке при ; -І 110072 в течение приблизительно 1 часа в вакууме. шу 20 Мь обнаружили, что слой М./СгАІМ»о обеспечивает в особенности подходящее покрьітие для последующего нанесения слоя теплозащитного материала, например двуокиси циркония, которьій может бьіть стабилизован б (например известью или оксидом иттрия).

Теплозащитньій материал может бьіїть нанесен в форме колонообразного материала. Тепловой барьерньй слой предпочтительно имеет толщину более, чем 25ум и могут иметь толщину между 100 и 250ум.

Тепловой барьерньій слой наносят предпочтительно путем нанесения покрьїтия осаждением из паров с помощью злектронньїх лучей или плазменньїм напьілением в воздухе. і) В зтом изобретений во время осаждения М «СгАІМо мьі предпочитаем плотность тока менее 5, более їмо) предпочтительно менее З и найболее предпочтительно менее, чем 2,5мМА/см?.

В некоторьїх случаях еще более предпочтительной является плотность тока около 2мА/см 2, примером 60 может служить плотность тока около 1мА/см7.

При относительно низких плотностях тока, используемьх в зтом изобретении, мь! заметили склонность к тому, что структура частиц на покрьітиий в состояний после осаждения отличается от структурь! частиц в ванне, при зтом предпочтительно включень! частицьь меньшего размера (например, при применении порошка с размером частиц « 15ум частицьі с размером » 10ум не осаждаются настолько предпочтительно, насколько бо предпочтительно осаждаются частицьі размером « 10ум). Зто в особенности удивительно, так как по теории,

основанной на законе Фарадея и уравнениий Стокса (см. Тгапзасіопе ої (Ше Іпзійше ої Мега! Ріпізпіпа, название статьи: "Те Ргодисіоп ої Мийі-Сотропепі АПоу Соаййпоз ру Рапісіє Со ЮОерозйіоп", У. Ровіег еї аІ., рр. 115 - 119, мої. 63, Мо3 - 4, 1985), при принятии соответствующих плотностей тока и перемешиванийи, чем больше размер частиц, тем меньшая загрузка ванньі необходима для достижения конкретной фракции порошка, включенного в покрьтие в состоянии после осаждения. Следовательно, можно ожидать, что будут предпочтительно осаждаться частицьі большего размера, но мьї обнаружили, что при относительно низких плотностях тока происходит обратное.

По одному варианту Мі включаєт Со. Он помогает в обеспечений образования в особенности гладкого 7/0 покрьїтия. Если желательно, чтобь! в покритий присутствовал Мі, тонкий слой Мі может бьть нанесен или на верхнюю поверхность соосажденного материала или непосредственно на алюминидное покрьтие перед стадией соосаждения. Слой никеля может иметь толщину около 2 ум.

Предпочтительно, чтобьї металлический матричньій материал и соосажденнье частиць! образовьівали слой толщиной менее, чем 50ум или, более предпочтительно, толщиной менее, чем 25ум. В особо предпочтительном 75 варианте слой может бьіть толщиной около 15цм. Однако, слой может иметь толщину менее 15 микрон, около 12нм или 10ум или меньше зтих значений. Для большинства применений предпочтительно, чтобь! слой имел толщину, равную 5ум или более; более предпочтительно, чтобьі он имел толщину, равную 10ум или более.

Однако, для некоторьїх применений слой может иметь толщину более, чем 15ум.

Осаждение предпочтительно осуществлять при загрузке ванньі менее, чем 40г частиц/литр. Более предпочтительно используют загрузку ванньі около ЗОг/л или менеє, чем ЗОг/л. Еще более предпочтительно используют загрузку ванньі около 20г/л или менеє, чем20 г/л. В особо предпочтительном варианте используют загрузку ванньії около 10г/л, хотя могут бьіть рассмотреньі и более низкие загрузки, например около г/л. Зти относительно низкие загрузки ванньі обеспечивают отсутствие наплавления нанесенного покрьїттия в порах.

Частиць! могут бьіть сферическими и могут бьіть образовань! при использованиий распьілителя, например с 29 форсунки. Предпочтительно, чтобь! частицьї в ванне включали порошок с размером частиц « 15цМм, « 12 ум Ге) или « 10 дм.

По одному предпочтительному варианту гранулометрический состав в ванне состоит из 2595 частиц размером между 15 и 12ум, 4595 частиц размером между 12 и 10ум и 3095 частиц размерам менее 1Одм. К удивлению и неожиданно мьі обнаружили, что нанесение покрьїтия при относительно низких плотностях тока шо приводит к преимущественному осаждению маленьких частиц; когда в ванне используют порошок со таким -т- распределением по крупности, можно получить следующий гранулометрический состав в покрьїтии в состояний после осаждения М /СгАІМо (в виде весового процента количества порошка в злектролитическом покрьтии): - 45905 частиц с размером « 10ум, 5595 частиц с размером между 10 и 12 микронами, и 09о между 12 и 15 ум. (Се)

Превосходнье покрьтия достижимь при использований способов, включающих стадию очистки и, предпочтительно, стадию очистки включают в стадию соосаждения. ч

В особо предпочтительном варианте осаждают слой защитного материала М./СгАІМ», которьй включает только монослой или двойной слой частиц. Например, когда в ванне суспендируют порошок, имеющий размер частиц « 15ум, благодаря очистке, по желанию, можно нанести по существу непрерьівньій монослой частиц « ло размером 12 или 10ум (самьй большой размер частиц в состоянии после осаждения составляеєт з с соответственно 12 или 1О0ум). В другом предпочтительном способе, желая обеспечить двойной слой или тройной слой, имеющий по существу толщину 10, 12, 15 или 20ум, можно использовать порошок размерам от 4 ;з» до вим.

Таким образом, мьї нуждаемся лишь в относительно небольшом или малом количестве М /СгАІМо для обеспечения присутствия полезньїх злементов, например М, 5і или Ні , которне помогают предотвратить «» отслоение Аі2О3з. Зто является в особенности желательньм для составляющих злементов газовьіїх турбин, например лопаток рабочего колеса турбиньі, так как общая толщина и, следовательно, вес покрьівающих б материалов на подложке (например лопатке рабочего колеса) могут бьіть уменьшень! без снижения при зтом -І степени коррозионной защить». Следовательно, лопатка рабочего колеса становится более прочной и цу 5 способной вьідерживать вращающие или азродинамические силь, что приводит к улучшению зксплуатационньх качеств газовой турбинь.

ФО Алюминидньй слой первоначально может иметь толщину от ЗО до бОум (обьічно 50им) и слой М. СгАІМ2 может первоначально после тепловой обработки иметь толщину от 10 до 50ум, алюминидньй слой будет иметь внутреннюю диффузионную зону с пониженной концентрацией А! и толщиной от 10 до 20ум и краевую зону о (поверхностньй слой) с более вьісокой концентрацией АЇ и толщиной от 20 до 40ум. На толщину слоя М. СгАІМ»2 о тепловая обработка по существу не оказьівает влияния. Отношение толщиньї алюминидного слоя к толщине слоя М (СгАІМо находится предпочтительно между 4:1 (например при общей толщине 50ум) и 1:1 (например де при общей толщине 110ум). Когда включают тепловой барьерньйй слой, общая толщина слоя увеличиваєтся; такой слой может иметь толщину в диапазоне от 100 до 250цм. 60 В другом варианте подложка, на которую наносят алюминирующий материал, включает сверхпрочньй сплав, из которого получают составляющий злемент газовой турбинь.

Подложка может включать любую подложку, промьтую газом, представленную составляющим злементом газовой турбиньї, например профилем крьіла, хвостовьім участком лопатки газовой турбиньії или наружньм ободом лопатки газовой турбинь. бо После соосаждения соосажеднньій материал может состоять из более, чем 4095 (по обьему) частиц, и в некоторьїх применениях указанное содержание может превьішать 4595.

Во время процесса соосаждения в ванну для образования циркуляции в растворе можно впустить газ, например воздух или инертньїй газ, обьічно наверх в одной зоне и обьічно вниз во второй зоне, при зтом подложку во время соосаждения располагают во второй зоне. Подложка (или составляющий злемент, из которого образуется деталь) может вращаться вокруг оси, которая является горизонтальной, или она имеет горизонтальньій составляющий злемент во время соосаждения. Может бьіть использовано устройство для злектроосаждения, которое описано в нашем патенте 58-8-2182055.

При некоторьїх обстоятельствах может бьіть желательньм вращать подложку вокруг первой оси, имеющей 70 горизонтальньій составляющий злемент, и вокруг второй оси, которая не параллельна первой. Цикл вращения вокруг первой оси может включать периодьії повьішенной угловой скорости и периодь! пониженной угловой скорости. Вторая ось может бьїть перпендикулярна первой оси и/или может пересекать первую ось. Цикл вращения вокруг первой оси можно попеременно прекращать и возобновлять. Когда подложка вращается вокруг только одной оси, имеющей горизонтальньй составляющий злемент, цикл вращения может включать /5 периодь повьішенной угловой скорости и периодьій пониженной угловой скорости, и вращение можно попеременно прекращать и возобновлять. Манипуляции с подложкой можно проводить в соответствии со способом, описанньім в нашем патенте 58-8-2221921.

В соответствии со вторьім аспектом настоящего изобретения обеспечен способ изготовления или капитального ремонта составляющего злемента газовой турбиньі), которьій включаєт покрьтие подложки 2о составляющего злемента в соответствий с первьїм аспектом изобретения.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения обеспечен составляющий злемент газовой турбиньії или газовая турбина, включающая составляющий злемент, изготовленньій или капитально отремонтированньй в соответствий со вторьім аспектом изобретения.

В соответствии с четвертьім аспектом настоящего изобретения обеспечено транспортное средство или с об стационарная установка, включающая газовую турбину в соответствии с третьим аспектам изобретения.

Транспортное средство согласно зтому аспекту изобретения может включать, например, самолет или средство о для транспортирования по воде или по суше.

Изобретение может бьіть реализовано различньми способами, а один способ нанесения покрьїтия будет описан посредством примера со ссьілкой на сопровождающие схематические чертежи, на которьх: «о зо фиг.1 представляет перспективньїй вид устройства для нанесения покрьтия; фиг.2 представляеєт вид устройства сбоку; -- фиг.3 представляет вид устройства спереди; и ї- фиг.4 представляєет перспективньій вид зажимного приспособления, в котором покрьїваемье изделия подвешивают. со

Ряд лопаток газовой турбинь (42) из сверхпрочного материала покрьиівают защитньім материалом способом, «г которьій включаєт осаждение на них двух или трех слоев материала. Сначала лопатки подвергают уплотненному алюминированию и затем наносят покрьїтие при использованиий устройства для осуществления соосаждения, показанного на рисунках.

В качестве необязательной третьей стадии затем наносят слой теплозащитного материала. «

Устройство, показанное на рисунках, включаєт сосуд или контейнер 1, имеющий верхнюю часть 2 в форме пе) с параллелепипеда и нисходящую конусную нижнюю часть З в форме перевернутой пирамидь, которая является скошенной для того, чтобьї одна боковая грань 4 являлась продолжением одной боковой грани 5 верхней части. з Сосуд 1 содержит перегородку 6, которая лежит в вертикальной плоскости, параллельной боковьм граням 4 и 5 сосуда, и осуществляет контактирование в боковьіїх кромках 7 и 8 со смежной вертикальной и наклонной поверхностями сосуда. Таким образом, перегородка разделяет сосуд на большую рабочую зону 9 и меньшую ї5» зону возврата 11. В своей нижней части перегородка б заканчиваєтся горизонтальной кромкой 12 вьіше дна сосуда для получения взаймосвязи 13 между рабочей зоной 9 и зоной возврата 11. В своей верхней части

Ме перегородка 6 заканчиваєтся горизонтальной кромкой 14 ниже верхних краев сосуда 1. -І В нижней части зоньі возврата 11 расположено отверстие для впуска воздуха 15, которое присоединено к 5о Воздушному насосу (не показан). В рабочей зоне 9 установлено зажимное приспособление 21, на котором - закрепленьі обрабатьіваемье детали, на которье наносят покрьїтие, при зтом зажимное приспособление 21

Ф установлено таким образом, чтобьі обрабатьіваемье детали в сосуде можно бьіло передвигать таким способом, которьїй описан ниже более подробно.

Когда устройство используют для нанесения злектролитического покрьїтия, для приложения напряжения к 5Б обрабатьшваемой детали, установленной в зажимном приспособлениий 21, относительно анода, которьй подвешен в рабочей зоне, обеспеченьі проводники тока.

Ф) При использований устройства для соосаждения покрьїтия на обрабатьіваемьх деталях обрабатьїваемье ка детали устанавливают в зажимном приспособлений 21, которое расположено в сосуде так, как зто показано на рисунках. Перед или после расположения зажимного приспособления сосуд заполняют до уровня 17 вьіше 60 верхней кромки 14 перегородки б раствором для нанесения покрьтия, содержащим частицьї, которье необходимь! соосадить. В отверстие для впуска воздуха 15 подают воздух, и он поднимаеєется вверх в зону возврата 11, захватьшая раствор и частицьі. В верхней части зоньі возврата воздух вьіїходит, а раствор и частицьі перетекают через водослив с широким порогом, образованньій верхней кромкой 14 перегородки, и стекают вниз мимо обрабатьіваемьхх деталей, расположенньїх в зажимном приспособлений 21. В нижней части 65 рабочей зоньі 9 частицьії имеют склонность Кк осаждению и скольжению вниз по наклонньім сторонам сосуда в направлений взаймосвязи 13, где они снова улавливаются в раствор и опять циркулируют.

Когда частицьі, перемещающиеся вниз в рабочей зоне 9, сталкиваются с обрабатьваемой деталью, они имеют склонность к осаждению на обрабатьіваемой детали, где они начинают внедряться в металл, на которьй одновременно наносят злектролитическое покрьітие.

Как показано на фиг.4 и как описано в патенте ЗВ-8В-2254338, покрьіваемье обрабатьвваемье детали устанавливают в зажимном приспособлений 21, которое подвешивают в сосуде 1. Зажимное приспособление на фиг.2 и З показано в упрощенном виде, но не включено в фиг.1 по причине ясности. Зажимное приспособление 21 включает деку 22, которая установлена на вершине сосуда 1, надежную опору 23 в направлений одного конца и пару направляющих приспособлений 24 на другом конце. Направляющие приспособления 24 имеют 7/0 лицевье направляющие, в которьїх передвигаєется ползун 25, несущий вертикальную стойку 26, которая проходит вверх Через отверстие 27 в деке 22 и сцепляеєется с шестерней 28, ведомой реверсивньм злектродвигателем 29. Дека 22 поддерживаєт второй злектродвигатель 31, которьій приводит в движение вертикальньй вал 32, несущий коническую зубчатую шестерню 33, которая входит в зацепление с колесом 34, закрепленньмм на одном конце шпинделя 35, установленного в опоре 23. Другой конец шпинделя 35 /5 присоединен посредством универсального соединения Зб к одному концу вала 37, другой конец которого передвигается посредством сферического подшипника 38 в ползуне 25.

Вал 37 несет множество острьїх вьіступов, которье жестко присоединень! к нему, на фиг.4 показан только один острьїй вьіступ 39. Вьіступ 39 проходит в плоскости, содержащей ось вала 37, при зтом продольная ось острого вьіступа составляет с осью вала 37 угол с. На вьіступе 39 установлень и расположень! с промежутками го по всей линии три лопатки газовой турбиньі 42, на которье наносят покрьітие, при зтом вертикальнье оси лопаток простираются в упомянутой плоскости и перпендикулярньії продольной оси вьіступа. 39, вследствие чего продольнье оси лопаток составляют с осью вала 37 угль! (90 - о)".

На деке 22 установлен злектронньій регулятор двигателя 43, которьій присоединен линиями 44 и 45 к двигателям 29 и 31. Регулятор 43 предназначен для управления двигателем 31 только в одном направлений, но Га об с остановкой для того, чтобьії вал 37 вращался вокруг горизонтальной оси (оси х). Регулятор 43 предназначен для управления двигателем 29 попеременно в противоположньїх направлениях для того, чтобьї вращать о возвратно-поступательно ползун 25, и, таким образам, налагать на вращение вокруг оси х колебательное вращение вокруг вращательной оси в универсальном соединений 36 (ось у).

Угол о и параметрь! циклов, осуществляемьїх двигателями 29 и 31, вьібирают таким образом, чтобьі они (Те) соответствовали обрабатьмшваемой детали, на которую наносят покрьітие, для обеспечения того, чтобь! все поверхности, на которье наносят покрьітие, достаточное количество времени находились лицевой стороной -- вверх для получения адекватной нагрузки спускающихся частиц, которне включаются в покриьіваемьй металл, - когда они осаждаются. Один конкретньій пример покрьїтия и способ его получения будет описан посредством примера. ї-о

Пример. «

Покрьїтие получали на лопатке газовой турбинь! 42, имеющей профиль крьіла 43, с хвостовьім участком 44 на одном конце и наружньм ободом 45 на другом конце, при зтом площадки хвостового участка и наружного обода простирались под углами приблизительно 70" к оси сечения крьіла, и хвостовой участок и наружньій обод « имели торцевье поверхности, которье простирались соответственно под углом 30" и 407 к периферии обода.

Для лопаток зтой геометрии угол о, равен 70". - с Имелось намерение получить на профиле крьла и участках лопатки злиминированное покрьтие, и содержащее 18,32вес.9о Сг, 8,25вес.бо АІ, 0,457вес.у5 у и в качестве остального - кобальт. Для получения ни такого покрьїтия ванну заполнили кобальтовьім раствором для нанесения покрьітия, содержащим 400г/л Созо у

О 7НьО, 15г/л Масі и 20г/л борной кислотьї Нз3ВОз. Ванну поддерживали при рН 4,5 и температуре 45"7С. Ванну загрузили порошком до концентрации 10г/л, при зтом порошок имел распределение по размерам от 5 до 12 ї- микрометров и состоял из 67,8вес.9о хрома, З30,1вес.9Уо алюминия и 1,7вес.9о иттрия. о Сначала профиль крьіла, и участки лопатки подвергли алюминированию посредством процесса уплотненного алюминирования при 900"С в течение б часов в аргоне. Затем алюминидньій слой подвергли - последующей диффузии в течение 1 часа при 1100" в вакууме и упрочнению при старений в течение 16 часов -щ 20 при 8707С в вакууме.

Перед покрьтием СОСТАЇМ материалом на части хвостового участка и наружного обода, на которье не 4» собирались наносить покрьтие, наложили модельную восковую маску, и оставшиеся поверхности подвергли обьічно соответствующей подготовительной обработке для нанесения кобальтового покрьтия.

Лопатку прикрепили к зажимному приспособлению 50, при зтом ее оси бьіли направлень под углом 20" к оси х зажимного приспособления, которая является горизонтальной. Во время нанесения покрьттия ось х зажимного о приспособления колебалась вокруг оси у, которая перпендикулярна оси х, под углом ж 25" при продолжительности цикла З минуть. Одновременно зажимное приспособление вращалось вокруг оси х в одном де направлений и на 360" при продолжительности цикла 10 минут для осуществления полного оборота. Однако вращение вокруг оси х прерьівалось 10 секундньмми периодами остановки, перемежающимися 3-х секундньіми 60 периодами движения.

Нанесение покрьтия осуществляли при плотности тока 1,5А/см 2 в течение периода времени, достаточного для получения толщинь покрьїтия 12 микрон.

Получили покрьітие превосходного качества, покривающее профиль крьіла и площадки хвостового участка и наружного обода, и имеющее весовую долю включенного порошка, равную 0,27. Осадились предпочтительно бо частицьі небольшого размера и по существу отсутствовали соосажденнье частиць! размером » 12ум, частиць большего размера остались в растворе для нанесения покрьтия (то есть такие, размер которьїх находится между 12 и 15ум). После удаления покрьтьхх лопаток из зажимного приспособления маску удалили.

Затем лопатку подвергли тепловой обработке при 1100" в течение 1 часа в вакууме.

В особенности предпочтительньми злементами Мо являются У, Ні и 51.

Покрьїтия, полученнье в соответствии с зтим изобретением, имеют вьісокое сопротивление окислению и вьісокое сопротивление термической усталости.

Claims (1)

1. Формула винаходу

   1. Способ получения покрьтия на подложке, включающий нанесение покрьтия путем осаждения металлической матриць! Му из ванньі, содержащей частиць! СтАІМо, для того, чтобьі соосадить частиць! с матрицей, в котором Му является, по крайней мере, одним злементом, вьібранньїм из группьї, состоящей из Мі, Со и Ре, а Мо является, по крайней мере, одним злементом, вьібранньїм из группьі, состоящей из У, 5Іі, Ті, НЕ, Та, МБ, Мп, Рі и редкоземельньх злементов, отличающийся тем, что перед осаждением осуществляют алюминирование, хромирование или силицирование подложки, а осаждение проводят злектролизное или беззлектролизное.

   2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что, дополнительно проводят тепловую обработку алюминированной, силицированной или хромированной подложки в вакууме до или после соосаждения М .СгАІМ», причем, если тепловую обработку проводят перед соосаждением, то ее ведут при температуре около 11007С в течение приблизительно 1 часа, а если тепловую обработку проводят после соосаждения, то ее ведут при температуре около 1100"7С в течение 1 часа.

   3. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отгличающийся тем, что после соосаждения с Дб МІСТАМ» дополнительно наносят слой теплозащитного материала.

   4. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соосаждение Мі СгАІМ»о о осуществляют при плотности тока менеє, чем 5мА/см7.

   5. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что при осаждений металлического матричного материала и частиц образуется слой толщиной менее 50 діде. Ге) 3о б. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что осаждение «- металлического матричного материала осуществляют при загрузке ваннь! менее, чем 40 г частиц/л.

   7. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что при алюминировании, - хромирований или силицирований образуется соответственно алюминидньй, хромидньй или силицидньй слой «о толщиной от ЗО до 60 ід. «

   8. Способ по п. 2 или любому предшествующему пункту, являющемуся зависимь!м к п. 2, отличающийся тем, что при алюминирований, хромирований или силицирований образуется соответственно алюминидньй, хромидньій или силицидньій слой, которьій после тепловой обработки состоит из внутренней диффузионной « зоньї со сравнительно пониженной концентрацией АЇ, Ст или Зі, толщиной от 10 до 20 ди и внешней зонь! со - с сравнительно повьішенной концентрацией АЇ, Сг или 5і, толщиной от 20 до 40 дм. з» 9. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что при алюминировании, хромирований или силицировании образуется первьій слой алюминида, хромида или силицида и при соосаждений образуется второй слой из М. СтгАІМ», причем отношение толщинь! первого слоя к толщине второго находится между 471 и 1:11. е 10. Способ по одному любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подложку вьібирают из Ге»! группьі, состоящей из вала газовой турбинь!, обода, диска, составляющих злементов камерь! сгорания, лопасти статора, лопатки рабочего колеса турбиньі, направляющей лопатки, профиля крьіла лопатки газовой турбинь, 7 хвостового участка лопатки газовой турбиньї и наружного обода лопатки газовой турбинь!. - 50 42) Ф) іме) 60 б5