Патенты автора Гонтюрев Василий Андреевич (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защиты пера рабочих лопаток компрессора газотурбинного двигателя из титановых сплавов. Способ включает размещение лопаток в камере вакуумной установки, создание необходимого вакуума, ионную очистку поверхности лопатки и нанесение на нее ионно-плазменного многослойного покрытия с заданным количеством пар слоев в виде слоя титана с металлом и слоя соединений титана с металлом и азотом, при этом при нанесении покрытия в качестве металла в слоях титана с металлом и в слоях соединений титана с металлом и азотом используют ванадий, в процессе нанесения покрытия осуществляют вращение лопатки относительно ее продольной оси с обеспечением обработки всей рабочей поверхности пера, а нанесение покрытия выполняют одновременно с обеих сторон лопатки с расположенных в периферийной части камеры вакуумной установки электродуговых испарителей при чередовании испарителей из титана с испарителями из ванадия. Техническим результатом изобретения является повышение стойкости лопаток компрессора газотурбинных двигателей из ультрамелкозернистых титановых сплавов к эрозионному разрушению при одновременном повышении выносливости и циклической долговечности. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защиты пера лопатки компрессора газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии. Способ включает упрочняющую обработку, полирование и ионно-имплантационную обработку пера лопатки с последующим нанесением на перо лопатки ионно-плазменного многослойного покрытия в виде заданного количества пар слоев в виде слоя титана с ванадием и слоя соединений титана с ванадием и азотом. Ионно-имплантационную обработку пера лопатки проводят ионами азота с энергией от 20 до 26 кэВ и дозой от 1,5·1017 до 2,3·1017 см-2, ионно-плазменное многослойное покрытие наносят с соотношением титана к ванадию в слоях, мас.%: V от 14 до 28, остальное – Ti. Слой титана с ванадием наносят толщиной от 0,2 до 0,4 мкм. Слой соединений титана с ванадием и азотом наносят толщиной от 0,9 до 2,1 мкм при общей толщине многослойного покрытия от 6,0 до 15,0 мкм. Повышается стойкость лопаток компрессора ГТД к эрозионному разрушению при обеспечении заданной выносливости и циклической долговечности защищаемых деталей. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике и технологии нанесения защитных ионно-плазменных покрытий и может быть применено в машиностроении, например, для защиты рабочих и направляющих лопаток турбомашин. Установка содержит вертикальную цилиндрическую вакуумную камеру, снабженную системой вакуумирования, подачи газа, источниками питания и блоком управления, держателем изделий и электродуговыми испарителями. Установка содержит по крайней мере три электродуговых испарителя, расположенные вертикально в виде сторон многоугольной призмы в центральной части вакуумной камеры поверхностями испарения наружу, а держатель изделий расположен в периферийной части вакуумной камеры и выполнен с возможностью осуществления вращения или колебательных движений относительно электродуговых испарителей. Техническим результатом изобретения является повышение функциональных свойств и производительности установки за счет возможности нанесения покрытий на внутренние поверхности деталей типа колец, в том числе и на лопатки направляющего аппарата компрессора, закрепленных на полукольцах. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу нанесения ионно-плазменных покрытий на статорное полукольцо с лопатками и установке для его осуществления. Способ включает размещение полуколец в вакуумной камере установки на держателе изделий, ионную очистку поверхности полуколец с лопатками и нанесение на них покрытия электродуговым испарением материала по крайней мере двух вертикально расположенных протяженных катодов. Протяженные катоды располагают в центре вакуумной камеры поверхностями испарения наружу, а полукольца располагают друг над другом вокруг катодов в периферийной части вакуумной камеры продольными осями цилиндрической поверхности полуколец вертикально. В процессе нанесения покрытия полукольца приводят в угловые колебательные движения, наклоняя их до 45 угловых градуса по обе стороны от вертикали и одновременно вращая и/или приводя упомянутые полукольца в возвратно-колебательное движение относительно вертикальной оси вакуумной камеры установки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к способу защиты блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении. Осуществляют упрочняющую обработку и ионно-имплантационную обработку лопаток ионами азота при энергии от 20 до 25 кэВ, дозой от 2,0⋅1017 до 2,5⋅1017 см-2. Наносят ионно-плазменное многослойное покрытие в виде слоя титана с ванадием и слоя соединений титана с ванадием и азотом одновременно с двух электродуговых испарителей для титана и двух электродуговых испарителей для ванадия, попарно расположенных по разные стороны от блиска. Перед ионно-имплантационной обработкой проводят электролитно-плазменное полирование поверхности блиска при напряжении от 250 до 320 В, температуре от 70 до 96°С, токе от 0,2 до 0,7 А/см2, не менее 1,5 мин в электролите на основе гидроксиламина солянокислого чистого с добавками NaF или KF. При ионно-имплантационной обработке и нанесении покрытия блиск вращают относительно его продольной оси и одновременно вращают относительно его поперечной оси или придают блиску колебательные движения. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике для нанесения покрытий на детали машин, более конкретно к вакуумным ионно-плазменным технологиям, и может быть использовано для нанесения эрозионностойких покрытий на лопатки блиска турбомашин. Установка содержит вертикальную цилиндрическую вакуумную камеру с системой подачи и регулирования расхода газа и расположенные внутри вакуумной камеры держатель изделий, защитные экраны и электродуговые испарители. Держатель изделий расположен в центральной части вакуумной камеры и выполнен с возможностью расположения блиска под углом 15-45 градусов его продольной оси к горизонтальной плоскости цилиндрической камеры с обеспечением его вращения относительно упомянутой продольной оси и одновременного его вращения относительно вертикальной оси цилиндрической камеры. При этом использованы два электродуговых испарителя с катодами из титана и ванадия. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей установки для нанесения покрытий, повышение производительности и качества нанесения покрытий на лопатки блиска турбомашин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защиты пера рабочих лопаток моноколеса компрессора ГТД из титановых сплавов от эрозионного разрушения. Способ включает упрочняющую обработку материала поверхностного слоя лопаток блиска виброабразивным шлифованием с последующим нанесением ионно-плазменного многослойного покрытия с заданным количеством пар слоев в виде слоя титана с металлом и слоя соединений титана с металлом и азотом. При нанесении покрытия на блиск его вращают относительно его продольной оси и, одновременно, либо вращают относительно его поперечной оси, либо придают блиску колебательные движения относительно его поперечной оси, обеспечивающие нанесение покрытия на всю рабочую поверхность блиска. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение стойкости лопаток блиска компрессора ГТД к эрозионному разрушению за счет обеспечения равномерного нанесения на них эрозионностойкого покрытия. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу нанесения защитного покрытия на лопатки блиска газотурбинного двигателя из титанового сплава и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защиты пера рабочих лопаток от эрозионного разрушения. Способ включает упрочняющую обработку материала поверхностного слоя лопаток блиска с последующим нанесением ионно-плазменного многослойного покрытия. При нанесении покрытия блиск вращают относительно его продольной оси OX1 и одновременно вращают относительно оси OiYi, пересекающей продольную ось OX1 на участке АВ, равном двум ширинам блиска h, измеренном в продольном направлении OX1 и симметрично расположенном по обе стороны от блиска на продольной оси ОХ1. Угол α наклона оси OX1 к оси OiYi выбирают от 45 до 85 градусов и нанесение покрытия на лопатки блиска производят при фиксированном положении угла α, а угол наклона β оси OiYi к направлению движения потока наносимого материала ОХ составляет от 85 до 95 градусов, причем углы α и β выбирают из условия обеспечения максимального осаждения наносимого материала покрытия на кромках лопаток блиска. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защиты пера рабочих лопаток моноколеса компрессора ГТД из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии. Способ нанесения защитного многослойного покрытия на лопатки блиска газотурбинного двигателя из титанового сплава включает полирование поверхности лопаток блиска, ионно-плазменную модификацию ионами азота поверхностного слоя лопаток блиска и последующее нанесение ионно-плазменного многослойного покрытия с заданным количеством пар слоев в виде слоя титана с ванадием и слоя соединений титана с ванадием и азотом. Перед полированием проводят упрочняющую обработку микрошариками поверхностей лопаток блиска, а ионно-плазменную модификацию поверхностного слоя ионами азота проводят при энергии от 0,2 до 2,5 кэВ, дозой от 1,5⋅1019 до 2,5⋅1019 см-2, при силе тока от 0,1 до 3 мА/см2 и частоте тока от 70 до 100 кГц. При ионно-плазменной модификации блиска и нанесении многослойного покрытия обеспечивают обработку всех рабочих поверхностей лопаток блиска путем его вращения относительно продольной оси с обеспечением колебательных движений. Ионно-плазменную модификацию и нанесение многослойного покрытия проводят одновременно с обеих сторон блиска. При нанесении слоев каждой пары многослойного покрытия используют четыре одновременно работающих раздельных электродуговых испарителя. Два электродуговых испарителя из титана устанавливают по разные стороны от блиска и два электродуговых испарителя из ванадия располагают с обеих сторон блиска. Указанные электродуговые испарители устанавливают с чередованием электродугового испарителя из ванадия с электродуговым испарителем из титана. Обеспечивается эффективная защита блиска газотурбинного двигателя из титанового сплава от эрозионного износа при воздействии газовых потоков, содержащих абразивные частицы, при одновременном повышении предела выносливости и циклической долговечности защищаемых деталей. 6 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к технике для нанесения покрытий на детали машин, а именно к вакуумной ионно-плазменной обработке поверхностей, и может быть использовано для нанесения функциональных покрытий на моноколеса турбомашин. Установка для вакуумной ионно-плазменной обработки поверхности моноколеса с лопатками содержит вакуумную камеру, снабженную системой вакуумирования, подачи и регулирования расхода газа, источниками питания и блоком управления, с расположенными в вакуумной камере держателем изделий и источниками плазмы. В вакуумной камере установлены электродуговые испарители, а держатель изделий расположен в центральной части вакуумной камеры и выполнен с возможностью осуществления колебательных движений и вращения относительно продольной оси установленного на нем моноколеса. Источники плазмы и электродуговые испарители расположены по обеим сторонам моноколеса. Два электродуговых испарителя с катодами из титана расположены по разные стороны от моноколеса, и два электродуговых испарителя с катодами из ванадия расположены по разные стороны от моноколеса. Электродуговые испарители из титана расположены напротив находящихся по другую сторону от моноколеса электродуговых испарителей из ванадия. Обеспечивается расширение функциональных возможностей установки, повышение производительности и качества обработки моноколеса с лопатками турбомашин. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу защиты блиска газотурбинного двигателя из титановых сплавов от пылеабразивной эрозии. Осуществляют упрочняющую обработку микрошариками, полирование кромок лопаток блиска, ионно-плазменную модификацию материала поверхностного слоя лопаток блиска с последующим нанесением ионно-плазменного многослойного покрытия с заданным количеством пар слоев в виде слоя титана с металлом и слоя соединений титана с металлом и азотом. Перед ионно-плазменной модификацией поверхностного слоя проводят электролитно-плазменное полирование поверхности блиска. Ионно-плазменную модификацию поверхностного слоя проводят ионами азота при энергии от 0,2 кэВ до 2,5 кэВ, дозе от 1,5⋅1019 см-2 до 2,5⋅1019 см-2, силе тока от 0,1 мА/см2 до 3 мА/см2, при частоте тока от 70 до 100 кГц. При нанесении покрытия в качестве металла в слоях титана с металлом и в слоях соединений титана с металлом и азотом используют ванадий. В процессе ионно-плазменной обработки блиск вращают относительно его продольной оси с приданием ему колебательных движений, обеспечивающих обработку всей его рабочей поверхности. 10 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к способу нанесения многослойного ионно-плазменного покрытия на поверхность гравюры штампа из жаропрочного никелевого сплава и может быть использовано для гравюр штампов, применяемых для горячей объемной изотермической штамповки металлических деталей. Способ включает помещение штампа в вакуумную камеру установки, создание требуемого вакуума, ионную очистку поверхности гравюры штампа с последующим нанесением на нее заданного количества слоев соединений титана с металлами и азотом. После ионной очистки наносят подслой из титана или из сплава на основе титана толщиной от 0,3 до 0, 7 мкм. Затем наносят разнородные слои соединений титана с металлами и азотом толщиной от 1,0 мкм до 1,8 мкм каждый. Чередуют формирование слоя соединений титана с металлами и азотом при давлении в вакуумной камере установки от 2⋅10-2 Па до 5⋅10-2 Па с формированием слоя соединений титана с металлами и азотом при давлении в вакуумной камере установки от 1⋅10-1 Па до 3⋅10-1 Па. Для формирования соединений титана с металлами используют соединения титана со следующими металлами: Al, Mo, Zr, V, Si, С или их сочетание. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к способу нанесения многослойного ионно-плазменного покрытия на поверхность гравюры штампа из жаропрочной стали и может быть использовано при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей горячей штамповкой. Способ включает помещение штампа в вакуумную камеру, создание требуемого вакуума, ионную очистку поверхности гравюры штампа и последующее нанесение на нее заданного количества слоев соединений титана с металлами и азотом. Сначала наносят подслой из титана или из сплава на основе титана толщиной от 0,4 до 0,8 мкм, а затем разнородные слои соединений титана с металлами и азотом толщиной от 1,2 до 2,0 мкм каждый. При нанесении разнородных слоев чередуют их формирование при давлении в вакуумной камере установки от 2⋅10-2 до 5⋅10-2 Па и при давлении в вакуумной камере установки от 1⋅10-1 до 3⋅10-1 Па. Для формирования соединений титана с металлами используют соединения титана со следующими металлами: Al, Мо, Zr, V, Si, С или их сочетание. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение может быть использовано при обработке длинномерных изделий для модифицирования поверхности и нанесения функциональных покрытий с использованием технологий вакуумной ионно-плазменной обработки, ионной имплантации и нанесения покрытий. Цилиндрическая вакуумная камера (1) установки имеет загрузочную дверь (11), оснащенную фланцевыми соединениями для установки технологических модулей (4, 5, 6, 7, 8). Установка содержит систему подачи газов, откачную систему, источники питания и блок управления. Приспособление для размещения обрабатываемых изделий выполнено поворотным. В качестве технологических модулей установка содержит, по крайней мере, один протяженный вакуумно-дуговой генератор металлической плазмы, протяженный генератор газовой плазмы, среднечастотный дуальный магнетрон, источник ионов металлов, источник ионов газов, а также источник напряжения смещения, выполненный с возможностью обеспечения ионной имплантации и/или осаждения покрытий. Техническим результатом изобретения является обеспечение одновременной или последовательной комплексной поверхностной обработки, включающей очистку и активацию поверхности, нанесение различного вида функциональных многослойных покрытий, модифицирование поверхности металлической и газовой плазмой. 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении для защитно-упрочняющей обработки пера рабочих лопаток компрессора и турбины из легированных сталей и сплавов на никелевой основе для повышения выносливости и циклической долговечности деталей. Способ включает создание требуемого вакуума турбомолекулярным насосом, ионную очистку ионами аргона и ионно-имплантационную обработку поверхности детали ионами азота. Вакуум создают от 10-5 до 10-7 мм рт.ст. Ионную очистку проводят при энергии от 8 до 10 кэВ, плотности тока от 130 мкА/см2 до 160 мкА/см2 в течение от 0,3 до 1,0 часа. Ионно-имплантационную обработку поверхности детали проводят либо в непрерывном, либо в импульсном режиме при энергии от 25 до 30 кэВ, дозой от 1,6·1017 см-2 до 2·1017 см-2, со скоростью набора дозы от 0,7·1015 с-1 до 1·1015 с-1. Повышаются эксплуатационные характеристики деталей. 16 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиационном двигателестроении и энергетическом турбостроении

Изобретение относится к технике ионно-плазменной, ионно-имплантационной обработки и нанесения ионно-плазменных покрытий и может быть применено в машиностроении, преимущественно для ответственных деталей, например рабочих и направляющих лопаток турбомашин

 


Наверх