4.2. Установки для нанесения покрытий методами конденсации в вакууме

Методами конденсации в вакууме могут наноситься жаростойкие, коррозионностойкие, эрозионностойкие и упрочняющие покрытия следующих составов:

- диффузионные легированные алюминидные покрытия;

- двухстадийные комплекснолегированные диффузионные алюминидные покрытия;

- конденсированные многокомпонентные покрытия системы Me-Cr-Al-R-Y (Me: Ni, Ni-Co; R: Ta, W-C и др.);

- высокотемпературные конденсационно-диффузионные многокомпонентные двух-, трехслойные покрытия системы (MeC) + + (Ni-Cr-Al-R-Y) + (Ni-Al-Cr-R-Y) [Me: Ti, Cr и др.; R: Ta, W-C и др.];

- коррозионностойкие конденсационно-диффузионные многокомпонентные покрытия системы (Ni-Со-Cr-Al-Y) + (Ni-Al-Cr-Y-В);

- упрочняющие эрозионностойкие покрытия на основе МеС(N) [Ме: Zr, Cr, Ti и др.] для общеклиматических условий эксплуатации;

- упрочняющие высокотемпературные износостойкие покрытия на основе многокомпонентных никелевых сплавов с карбидным упрочнением.

а б

Рис. 4.47. Микроструктура конденсированных покрытий:

а – многокомпонентного покрытия; б – конденсационно-диффузионного

жаростойкого покрытия

Т а б л и ц а 4.3

Ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия

для деталей ГТД

Тип покрытия	Назначение	Сплав (конструкция покрытия)	Система покрытия
1	2	3	4
Алюминидные диффузионные покрытия	Защита от газовой коррозии в области температур 950–1050°С	ВСДП-11(ВП)	Ni-Al-Si-Y
		ВСДП-13(ВП)	Ni-Al-Si-В
		ВСДП-15(ВП)	Ni-Al-Cr-Si-Y
Легированные алюминидные диффузионные покрытия	Защита от газовой коррозии в области тем-ператур 1000–1100°С. Соединительные слои ТЗП	СДП-1 + ВСДП-11(ВП)	Ni-Al-Cr-Co-Si-Y
		СДП-2 + ВСДП-11(ВП)	Ni-Al-Cr-Si-Y
		СДП-2 + ВСДП-16(ВП)	Ni-Al-Cr-Y
Конденсиро-ванные покрытия	Защита от газовой коррозии в области тем-ператур 1050–1100 °С	СДП-2	Ni-Cr-Al-Y
		ВСДП-5(7)	Ni-Cr-Al-B
	Защита от ульфидно-оксидной коррозии в области температур 800–950°С	СДП-1	Ni-Co-Cr-Al-Y
		СДП-6	Co-Cr-Al-Ni-Y
	Защита от пылевой эрозии лопаток компрессора	ВЭСС-1	Cr3C2
		ВЭСТ-1	TiN
	Защита от износа при t≤900°С	ВЖЛ-2	Ni-Cr-Co-W-Mo-Al-С
	Покрытия-припои для получения паяных тонкостенных конструкций из ЖС	ВПр24, ВПр27, ВПр32, ВПр36	-

Окончание табл. 4.3

1	2	3	4
Конденсационно-диффузионные покрытия	Защита от газовой коррозии в области температур 1100–1200°С. Соединительные слои ТЗП	СДП-2 + ВСДП-16(ВП)	(MeC)+(Ni-Cr-Al-Y)+(Ni-Al-Cr-Y)
		ВСДП-8 + +ВСДП-18(ВП)	(Ni-Cr-Al-W-C-Y)+(Ni-Al-Cr-Y)
Конденсационно-диффузионные покрытия		ВСДП-9 +ВСДП-18(ВП)	(Ni-Cr-Al-Та-Y)+(Ni-Al-Cr-Y)
		СДП-1 +ВСДП-13(ВП)	(Ni-Со-Cr-Al-Y)+ +(Ni-Al-Si-В)
	Защита от сульфидно-оксидной коррозии в области температур 800–950°С	СДП-1+ВСДП-20(ВП)	(Ni-Со-Cr-Al-Y)+ +(Ni-Al-Co-Si-Y)
	Защита от солевой коррозии при температурах ≤700°С	Алюмо-кобальт-иттрий-силицирование из плазмы катода ВСДП-20	Fe-Co-Al-Si-Y
Ионное насыщение поверхности конструкционных сталей	Защита от солевой коррозии при температурах ≤700°С

Установки для нанесения вакуумных PVD-покрытий

Промышленные PVD установки дают широкий спектр покрытий для режущего инструмента, пресс-форм и штамповки, а так же трибологические покрытия для деталей машин.

1. Промышленная установка NanoARC^master (рис. 4.48) предназначена для нанесения однослойных, многослойных, нанослойных и нанокомпозитных защитных и триботехнических покрытий на детали машин и режущий инструмент методом ионного осаждения с дуговым испарением. Для каждого типа инструментов и деталей рекомендованы определенные типы покрытий, запрограммированы стандартные режимы их нанесения.

а б

Рис. 4.48. Промышленная установка NanoARC^master:

а – с закрытой; б – с открытой вакуумной камерой

В стандартный состав оборудования входит: система высоковакуумной откачки с турбомолекулярным насосом, планарные мультикатодные дуговые испарители с магнитной стабилизацией дуги, ионные источники для активации поверхности, резистивные нагреватели, стол с планетарным вращением установочных осей и системой смещения с устройством дугогашения. Управление установкой полностью автоматизировано и имеет возможность контроля параметров по каналам внутрицеховых коммуникаций и интернета.

Благодаря магнитной системе планарного дугового испарителя, относительное содержание и размеры капельной фазы в покрытиях минимальны, что позволяет получать равномерные по составу и толщине покрытия с высокими рабочими характеристиками. Покрытия имеют шероховатость поверхности не хуже Ra 0,04.

Магнетронная модификация оборудования позволяет наносить как однокомпонентные, так и многокомпонентные составы, в частности припои, подложки для пайки, заменять гальванические, а также наносить жаростойкие покрытия.

Основные узлы и характеристики промышленных установок NanoARC^master:

- планарные дуговые испарители с магнитной стабилизацией дуги;

- ионный источник для предварительной очистки и активации поверхности деталей;

- резистивный нагреватель для мягкого нагрева изделий;

- планетарный механизм для размещения изделий внутри вакуумной камеры обеспечивает равномерное нанесение покрытия по всей поверхности образца; трехканальная система газонапуска;

- двухступенчатая система откачки (форвакуумным пластинчато-роторным насосом и высоковакуумным турбо-молекулярным насосом предельный вакуум не хуже 10^-4 Па);

- управление вакуумной системой и процессом автоматическое (программное обеспечение «Плазмаком» позволяет: воспроизводить ряд стандартных режимов напыления для получения разных по составу и свойствам покрытий имеется возможность создания и программирования собственных режимов напыления);

- визуализация процесса – ЖК монитор 17”;

- запись параметров и режимов в память компьютера и на цифровые и магнитные носители;

- рабочий объем вакуумной камеры 0,6 м³;

- в качестве опций – магнетронные системы распыления.