способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на основе никеля

Классы МПК:C23C24/00 Покрытие с использованием неорганического порошка
C23C10/60 последующая обработка
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Панков Владимир Петрович (RU),
Панков Денис Владимирович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-07-17
публикация патента:

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительных отраслях. Проводят хромоалитирование в порошковой смеси с последующей термовакуумной обработкой. В процессе термовакуумной обработки формируют структуру способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фазы с концентрацией алюминия 16-18%. После термовакуумной обработки проводят силицирование деталей в порошковой смеси, содержащей Si, NH4Cl и Al 2О3, с последующим отжигом для окончательного формирования покрытия. Получают термостойкое покрытие, являющееся стойким к сульфидной коррозии. 3 ил.

способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774

Формула изобретения

Способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на основе никеля, включающий хромоалитирование в порошковой смеси с последующей термовакуумной обработкой, отличающийся тем, что в процессе термовакуумной обработки формируют структуру способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фазы с концентрацией алюминия 16-18%, после термовакуумной обработки проводят силицирование деталей в порошковой смеси, содержащей Si, NH4Cl и Al 2O3, с последующим отжигом для окончательного формирования покрытия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительных отраслях народного хозяйства для защиты лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) в морских условиях, а также деталей стационарных газотурбинных установок, использующих топливо с повышенным содержанием серы, от газовой и сульфидной коррозии.

Известны способы нанесения конденсационных, диффузионных покрытий для обеспечения износостойкости лопаток турбин газотурбинных двигателей, работающих в условиях протекания сульфидной коррозии.

Недостатком диффузионных покрытий является их низкая сопротивляемость сульфидной коррозии из-за ограниченного состава вводимых в покрытие элементов. Конденсационные покрытия пористы, имеют низкую адгезию к подложке и обладают недостаточной термической стойкостью.

Наиболее близким техническим решением является способ нанесения комбинированного жаростойкого покрытия на лопатки турбин по патенту РФ на изобретение №2145363, кл. С23С 28/02, опубл. 10.02.2000 г., включающий хромалитирование и вакуум-плазменное напыление, причем хромалитирование проводят в порошковой смеси с последующей термовакуумной обработкой, а вакумм-плазменное напыление проводят после термовакуумной обработки путем нанесения слоя, содержащего алюминий, на входные кромки лопаток с последующим отжигом для окончательного формирования покрытия, имеющего структуру способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 -фазы на входной кромке с концентрацией алюминия 22,5-24,0% с переходом в способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фазу на остальных участках лопаток с концентрацией алюминия 16-18%.

Такое покрытие используется для защиты наружной поверхности рабочих лопаток ГТД от высокотемпературного окисления, работающих при температурах (1000-1180)°С. Структура покрытия способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 -фаза на входной кромке обеспечивает ее жаростойкость, фаза способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 ' на остальных участках лопаток с концентрацией алюминия 16-18% - их термическую стойкость. Недостатком покрытия, получаемого таким способом, является недостаточная стойкость к сульфидной коррозии. Жаростойкое и термически стойкое алюминидное покрытие, представляющее собой систему с большим запасом алюминия и способное к формированию защитного покрытия Al2О 3, ускоренно окисляется, что приводит к снижению долговечности и ресурса в процессе эксплуатации при наличии серы и натрия в топливе и в воздухе рабочих лопаток ГТД и газотурбинных установок (ГТУ).

Для устранения этого недостатка необходимо ввести в покрытие химические элементы, повышающие его стойкость к сульфидной коррозии с сохранением термической стойкости покрытия, что является технической задачей заявляемого изобретения.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе нанесения комплексного покрытия на детали из стали и сплавов, включающем хромалитирование в порошковой смеси с последующей термовакуумной обработкой для формирования структуры способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фазы с концентрацией алюминия 16-18%, после термовакуумной обработки проводят силицирование в порошковых смесях с последующим отжигом для окончательного формирования покрытия.

На фиг.1 приведены характеристики удельного привеса образцов из сплава ЖС 30 с осадком (морская соль + Na2SO 4) при 850°С; на фиг.2 - микроструктура покрытия способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фаза; на фиг.3 - микроструктура покрытия способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фаза и силицирование.

Пример конкретного выполнения. Заявляемый способ нанесения комплексного покрытия реализован следующим образом. Покрытие наносят на лопатку, изготовленную из никелевого сплава. Хромалитирование в вакууме в порошковой смеси вели при температуре процесса, равной 1190°С, продолжительностью 1 ч 30 мин. Толщина получаемого покрытия 60-70 мкм. Порошковая смесь содержит 13% алюминия, 37% хрома, 50% окиси алюминия. Затем лопатки турбины с покрытием подвергались термовакуумной (ТВО) обработке по режиму: закалка при температуре 1240°С продолжительностью 1 ч 45 мин. В процессе ТВО происходит формирование структуры способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 +способ нанесения комплексного покрытия на детали из сплавов на   основе никеля, патент № 2320774 '-фазы, имеющей повышенную термическую стойкость. Затем в смеси, содержащей 19% Si и 1% NH4Cl, остальное - Al2О3 , при температуре 870°С проводили силицирование лопатки на толщину 15-25 мкм.

После силицирования проводили отжиг при 980°С в течение 14 часов для формирования окончательного состава покрытия.

Использование способа нанесения комплексного покрытия наиболее эффективно для защиты от сульфидной коррозии рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных установок в связи с их высокой стоимостью и решающим влиянием ресурса рабочих лопаток на ресурс ГТД и ГТУ в целом.

Источники информации

Коломыцев П.Т. Газовая коррозия и прочность никелевых сплавов. М.: Металлургия, 1984, 215 с.

Патент РФ на изобретение №2145363, кл. С23С 28/2, опубл. 10.02.2000 г., бюл. №4 (прототип).

Абраимов Н.В., Цивилева Н.П., Норкин П.А. Сравнительная стойкость сплавов и покрытий к сульфидной коррозии в расплаве Na2SO 4 + 25% NaCl при температурах 900 и 1000°С. / Защитные покрытия. Научно-методические материалы. М., ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1992 г., с.51-56.

Класс C23C24/00 Покрытие с использованием неорганического порошка

способ нанесения покрытия -  патент 2526342 (20.08.2014)
устройство и способ формирования аморфной покрывающей пленки -  патент 2525948 (20.08.2014)
способ нанесения смеси углерод/олово на слои металлов или сплавов -  патент 2525176 (10.08.2014)
способ получения магнитотвердого покрытия из сплава самария с кобальтом -  патент 2524033 (27.07.2014)
устройство для подачи порошковой смеси для плазменной наплавки -  патент 2523214 (20.07.2014)
способ нанесения теплозащитного износостойкого покрытия на детали из чугуна и стали -  патент 2521780 (10.07.2014)
способ термоциклической диффузии металлических порошков для восстановления изношенных поверхностей бронзовых втулок скольжения -  патент 2514249 (27.04.2014)
тонкодисперсно осажденный порошок металлического лития -  патент 2513987 (27.04.2014)
способ повышения коррозионной стойкости нелегированной стали -  патент 2513670 (20.04.2014)
способ получения наноструктурного покрытия из гранулированного нанокомпозита -  патент 2511645 (10.04.2014)

Класс C23C10/60 последующая обработка

способ нанесения термодиффузионного цинкового покрытия и муфта с термодиффузионным цинковым покрытием -  патент 2507300 (20.02.2014)
способ диффузионного титанирования изделий из чугуна -  патент 2493289 (20.09.2013)
способ диффузионного цинкования поверхности металлических изделий -  патент 2451109 (20.05.2012)
состав для нанесения покрытий на детали диффузионным насыщением в газовой среде -  патент 2419682 (27.05.2011)
способ формирования диффузионного коррозионно-стойкого наноструктурированного защитного покрытия на поверхности металлического изделия -  патент 2378412 (10.01.2010)
способ упрочнения покрытий деталей из жаропрочных никелевых сплавов -  патент 2351685 (10.04.2009)
способ нанесения покрытий на сплавы -  патент 2308541 (20.10.2007)
способ устранения трещин в поверхностном слое детали -  патент 2305027 (27.08.2007)
способ обработки технологического инструмента -  патент 2277607 (10.06.2006)
способ изготовления лопаток -  патент 2224633 (27.02.2004)
Наверх