ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Способ нанесения комбинированного жаростойкого покрытия на лопатки турбин включает: хромоалитирование в вакууме порошковой смеси, термовакуумную обработку, после чего производят вакуум-плазменное напыление на входные кромки лопаток слоя, содержащего алюминий, и последний отжиг для окончательного формирования покрытия, имеющего структуру -фазы на входной кромке с концентрацией алюминия 22,5-24,0% с переходом в фазу + ¹ - фазу на остальных участках лопаток с концентрацией алюминия 16-18%. Участки детали, работающие при несколько низших температурах, из соображений сопротивляемости растрескиванию, имеют покрытие сравнительно небольшой толщины, со структурой + ¹ - фаз, обеспечивающей значительные снижающие напряжения в покрытии. А участки детали, подверженные наиболее интенсивному высокотемпературному окислению, наиболее сильно нагреты. Пластичность покрытия с высокой концентрацией алюминия в таких условиях достаточно высока. На таких участках целесообразно иметь более толстое покрытие с повышенным содержанием алюминия, что обеспечивается вакуум-плазменным способом. График (см. рисунок) привязан к условным точкам профиля поперечного сечения лопатки турбины. В случае однородного покрытия ресурс лопатки определялся бы исчерпанием свойств покрытия на входной кромке. Для повышения долговечности на входной кромке -фазой и комбинацией + ¹ - фаз с карбидами различных типов во внутренней зоне.

Предлагаемый способ нанесения комбинированного покрытия реализован следующим образом. Покрытие наносят на лопатку, изготовленную из никелевого сплава. Хромоалитирование в вакууме в порошковой смеси ведут при температуре процесса, равной 1190 ⁰С, продолжительностью процесса 1 ч. 50 мин. Толщина получаемого покрытия 80-100 мкм. Порошковая смесь содержит 13% алюминия, 47% хрома, 50% окиси алюминия.

Затем лопатки турбины с покрытием подвергались термовакуумной обработке по режиму: закалка - 1240 ⁰С продолжительностью 1 ч. 15 мин. В процессе термообработки происходит формирование оптимальной структуры и свойств покрытия в районе спинки, корыта, выходной кромки.

На входные кромки лопаток вакуум-плазменным способом дополнительно наносили слой системыni-al-yс концентрацией алюминия 80%. В процессе последующего диффузионного отжига при температуре 1050 ⁰С и продолжительность 3 ч. формируется покрытие, имеющее структуру -фаза на входной кромке 22,5-24% алюминия с переходом в + ¹ - фазу на остальных участках пера 16-18% алюминия.

Предлагаемый способ нанесения комбинированного жаростойкого покрытия может быть реализован с использованием любых вакуумных печей и установок, позволяющих наносить конденсационные покрытия. Использование способа наиболее эффективно для защиты от высокотемпературного окисления рабочих лопаток турбин в связи с их высокой стоимостью и решающим влиянием их ресурса на ресурс газотурбинного двигателя в целом.

График изменения концентрации алюминия в наружной зоне защитного

покрытия по профилю защищаемой детали