- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием
- •1.1. Вибрационные методы обработки в специальных средах
- •1.2. Дробеструйные методы обработки
- •1.3. Методы деформационного выглаживания
- •1.4. Ультразвуковая обработка
- •Список литературы к главе 1
- •Глава 2. Методы ионно-имплантационной обработки поверхностей деталей
- •С поверхностным слоем упрочняемого материала:
- •2.1. Низкоэнергетическая ионно-имплантационная обработка
- •2.1.1. Легирование вбиванием (легирование атомами отдачи)
- •2.1.2. Легирование ионами сверхмалых энергий
- •2.1.3. Глубокое проникновение по границам зерен. Стержнеобразные дефекты
- •2.1.4. Импульсный отжиг имплантационных слоев
- •2.1.5. Дефекты, возникающие при ионном легировании
- •Кроме этого, показано [20], что изменение дозы имплантируемого n от 1015 до 1018 см-2 приводит к экстремальному изменению -1 (рис. 2.6).
- •2.2. Высокоэнергетическая ионно-имплантационная обработка
- •2.3. Комбинированные методы обработки
- •Список литературы к главе 2
- •Глава 3. Методы нанесения защитных и специальных покрытий на лопатки турбомашин
- •3.1. Нанесение эрозионно- и коррозионностойких покрытий
- •Список литературы к п. 3.1
- •3.2. Нанесение жаростойких покрытий
- •3.2.1. Диффузионные покрытия
- •3.2.2. Конденсационные покрытия
- •3.2.3. Комбинированные покрытия
- •Список литературы к п. 3.2
- •3.3. Теплозащитные покрытия для лопаток турбин
- •Термобарьерные слои. Функцией термобарьерных покрытий является обеспечение термической изоляции лопатки. Покрытие около 200 мкм может снизить температуру лопатки более чем на 200c.
- •Список литературы к п. 3.3
- •3.4. Специальные конструкционные покрытия
- •Список литературы к п. 3.4
- •Список дополнительной литературы к п. 3.4
- •Глава 4. Специальное оборудование для обеспечения высокоэффективных технологий защитно-упрочняющей обработки поверхности деталей гтд
- •4.1. Оборудование для нанесения газотермических покрытий
- •4.1.1. Электродуговая металлизация
- •Для нанесения покрытий методом электродуговой металлизации используется: комплект оборудования электродуговой металлизации тсзп-ld/u2 300 или тсзп spark 400.
- •- Производительность при напылении цинка: 30 кг/ч;
- •4.1.2. Газопламенное напыление
- •Характеристики установки для газопламенного напыления тсзп-mdp-115 указаны в табл. 4.2.
- •Характеристики установки тсзп-mdp-115
- •Горелка glc-720 Характеристики горелки glc-720 для газопламенного напыления:
- •- Окислитель – кислород.
- •Горелка ak-07 Горелка (рис. 4.13) предназначена для газопламенного нанесения защитных покрытий различного состава.
- •Твердость – 1100 hv;
- •4.1.3. Плазменное напыление
- •Технические характеристики установки тсзп mf-p-1000:
- •Установка тсзп mf-p-1000 включает:
- •Система управления установкой (рис. 4.26) разработана на базе контроллера Simatic s7-300, смонтирована в пылезащищенном шкафу.
- •Холодильник vwk-270/1-s (рис. 4.30) Техническая характеристика:
- •Холодильник pc – 250 Холодильник рс-250 представлен на рис. 4.32.
- •Технические характеристики плазмотронов Плазмотрон f4 (рис. 4.33) Техническая характеристика плазмотрона f4:
- •Пистолет к-2. Технические характеристики:
- •Комплект оборудования для плазменной наплавки тсзп-pta-4
- •Перемещатели горелок
- •Список литературы к п. 4.1
- •4.2. Установки для нанесения покрытий методами конденсации в вакууме
- •2. Установка осаждения покрытий с вертикально-протяженным паровым потоком
- •С вертикально-протяженным паровым потоком
- •Список литературы к п. 4.2
- •4.3. Установки для комплексной ионно-плазменной и ионно-имплантационной обработки деталей
- •Список литературы к п. 4.3
- •4.4. Специальное технологическое оборудование для высокоэффективной обработки деталей
- •4.4.1. Катоды, использующие магнитные поля
- •4.4.2. Вакуумно-дуговые источники плазмы
- •4.4.3. Дополнительные устройства для улучшения качества работы вакуумных испарителей
- •Список литературы к п. 4.4
- •Заключение
Список литературы к п. 3.1
Материалы сайта ОАО НПО «ЦНИИТМАШ». Институт технологии поверхности и наноматериалов, отдел покрытий и оборудования. URL: http://coatings-pvd.ru/nanoarc.php.
Материалы сайта НПФ «ПЛАЗМАЦЕНТР». Санкт-Петербург, Россия.
Материалы сайта "НЕЙТРИНО". Высокие технологии.
Тополянский П. А., Соснин Н. А. Нанесение эрозионностойких покрытий на вентиляционные лопатки турбогенераторов методом плазменного напыления. НПФ «ПЛАЗМАЦЕНТР». Санкт-Петербург, Россия.
3.2. Нанесение жаростойких покрытий
Длительная эксплуатация лопаточного аппарата турбины ГТД возможна лишь при условии изготовления рабочих лопаток из жаропрочных сплавов на никелевой или кобальтовой основе. Работая в составе двигателя, лопатки подвергаются действию повышенных механических нагрузок, высоких температур и агрессивных сред. Результатом такого комплексного воздействия на деталь является ее быстрый выход из строя, что не обеспечивает требуемого ресурса изделия в целом. Для решения проблемы повышения работоспособности лопаток турбины используются различные эффективные защитные покрытия [1].
Практически для всех типов защитных покрытий, используемых для лопаток турбин, в соответствии с данными, опубликованными в работах [2–5], установлены следующие требования:
- высокая жаростойкость, определяемая способностью материала покрытия образовывать тонкую поверхностную оксидную пленку с хорошей адгезией к подложке и минимальной диффузионной проницаемостью;
- высокая структурно-фазовая стабильность, зависящая от скорости диффузионного взаимодействия покрытия с защищаемым сплавом, от стабильности покрытия по толщине в течение всего срока эксплуатации;
- оптимальная прочность, вязкость и пластичность защитного слоя, определяющие вероятность разрушения деталей в условиях циклических изменений нагрузки и температуры;
- хорошая технологичность и ремонтопригодность, характеризуемые возможностью нанесения покрытия на поверхность деталей сложной формы заданной толщины и химического состава, наличием минимального количества технологических дефектов, а также позволяющие осуществлять их восстановление и на стадии производства, и при проведении ремонтных работ в процессе эксплуатации.
В настоящее время доказано, что для создания эффективной защиты лопаток турбины из сплавов на никелевой и/или кобальтовой основе целесообразно рассматривать три элемента: Cr, Al и Si. Данные элементы при высокотемпературном окислении образуют оксиды Cr2O3, Al2O3 и SiO2, обладающие высокой термостабильностью. Эффективность оксидов как диффузионных барьеров распределяется следующим образом: SiO2 Al2O3 Cr2O3. В данном случае эффективность SiO2 связана с его аморфной структурой. Однако в силу недостаточной адгезионной прочности диоксида кремния к металлической подложке покрытия, формирующие при эксплуатации пленку из SiO2, широкого распространения в промышленности не получили. В свою очередь оксид Al2O3 обладает лучшими защитными свойствами, чем оксид Cr2O3, поскольку скорость диффузии катионов через оксид алюминия меньше, чем через оксид хрома. Данный факт является причиной того, что практически все покрытия для лопаток газовых турбин основаны на алюминидных системах, модифицированных различными методами с целью улучшения защитных свойств: адгезии, стабильности, пластиности, вязкости, прочности и др. Свойства алюминидных покрытий определяются в основном их толщиной, концентрацией алюминия и присутствием легирующих элементов. Для определенных условий эксплуатации возможным является подбор алюминидного покрытия с определенным набором указанных характеристик.
В мировой практике принято различать диффузионные, конденсационные (покровные) и комбинированные покрытия [6].