Состав для получения карбидного барьерного покрытия на детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава


 


Владельцы патента RU 2569610:

Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам для получения карбидного барьерного слоя в алюминийсодержащем покрытии, и может быть использовано в авиадвигателестроении, судостроении, танкостроении и других отраслях промышленности, где используют детали из безуглеродистых сплавов на никелевой основе. Состав для получения карбидного барьерного покрытия на детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава содержит тантал 0,2-20, вольфрам 0,5-9,0, кобальт 8-10, гафний 0,2-3,0, кремний 0,1-5,0, углерод 0,1-0,4, хром 4-25, алюминий 2-12, иттрий 0,001-5,0 и никель - остальное. Обеспечивается защита детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава от газовой коррозии в условиях высоких температур (выше 900°C), что позволяет повысить долговечность упомянутой детали. 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам для получения карбидного барьерного слоя в алюминийсодержащем покрытии, применяемом для защиты детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава от газовой коррозии в условиях высоких температур (выше 900°C), и может быть использовано в авиадвигателестроении, судостроении, танкостроении и других отраслях промышленности, где используют детали из безуглеродистых сплавов на никелевой основе.

К безуглеродистым жаропрочным никелевым сплавам относят сплавы с содержанием углерода не более 0,05% (А.В. Логунов Тенденции разработки и применения Ni-суперсплавов для лопаток ГТД в современных и перспективных силовых установках авиационного назначения // Технологии легких сплавов. №4, 2011 г, с.11-17).

С одной стороны, использование безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов позволяет повысить температуру на поверхности детали (изделия), в частности использование данных сплавов для турбинных лопаток позволяет повысить температуру рабочего газа перед турбиной и, как следствие, снизить удельную массу двигателя и удельный расход топлива при одновременном увеличении удельной тяги, а с другой стороны особенности элементного состава безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов приводят при действии высоких температур (выше 900°C) к формированию в поверхностном слое детали под алюминидным покрытием, так называемой вторичной реакционной зоны (ВРЗ), в состав которой входят топологически плотно упакованные (ТПУ) - фазы, снижающие характеристики жаропрочности сплавов и долговечности изготавливаемых из них деталей. В связи с этим, на поверхности таких деталей (изделий) необходимо формировать барьерные покрытия, снижающие интенсивность образования вторичной реакционной зоны (ВРЗ) (С.А. Мубояджян и др. Высокотемпературные жаростойкие покрытия и жаростойкие слои для теплозащитных покрытий. Авиационные материалы и технологии №1, 2013, 17-20 с.).

Известен состав для создания карбидного барьерного покрытия на детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава, содержащий хром 18-22%, алюминий 11-13%, иттрий 0,3-0,6% и никель - остальное (См. С.А. Мубояджян и др. Высокотемпературные жаростойкие покрытия и жаростойкие слой для теплозащитных покрытий. Авиационные материалы и технологии №1, 2013, 17-20 с).

Недостаток данного состава - недостаточно эффективная защита поверхностного слоя детали, что отрицательно сказывается на долговечности детали.

Технический результат заявленного изобретения - повышение долговечности деталей из безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов.

Указанный технический результат достигается тем, что состав для получения карбидного барьерного покрытия на детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава, содержащий иттрий, хром, алюминий, никель, согласно изобретению дополнительно содержит, мас.%: тантал 0,2-20, вольфрам 0,5-9,0, кобальт 8-10, гафний 0,2-3,0, кремний 0,1-5,0, углерод 0,1-0,4 при содержании (мас.%) хрома 4-25, алюминия 2-12, иттрия 0,001-5,0, никель - остальное до 100%.

Основное назначение хрома в сплаве состоит в формировании карбидов в барьерном слое, которые тормозят диффузию элементов на границе сплав-покрытие и обеспечивают необходимую жаростойкость при сравнительно невысоком содержании алюминия. С этой целью содержание хрома в сплаве должно быть не менее 4%. Такое содержание хрома обеспечивает достаточно высокие барьерные свойства покрытия, прежде всего на безуглеродистых никелевых сплавах, предотвращает рассасывание покрытия и формирование ТПУ-фаз при высокотемпературном окислении. В то же время содержание хрома в сплаве не должно быть выше 25%, так как при чрезмерно высоком содержании хрома возрастает вероятность образования хрупкой σ-фазы и снижается сопротивление покрытия высокотемпературному окислению.

Алюминий, образуя упрочняющую γ′-фазу, обеспечивает хорошую жаростойкость покрытия при высоких температурах газовой среды. Содержание алюминия 2-12 мас.%. При содержании алюминия более 12% ухудшается технологичность покрытия: возрастает количество хрупкой β-фазы в структуре покрытия, снижается адгезия, увеличивается пористость. При содержании алюминия менее 2% существенно снижается жаростойкость покрытия. В конечном итоге наблюдается снижение защитных свойств покрытия и ухудшение характеристик его долговечности.

Тантал обеспечивает увеличение прочности и жаропрочности слоя покрытия путем увеличения прочности атомных связей в структуре покрытия, образует карбиды и тормозит диффузионные процессы на границе сплав-покрытие, тем самым стабилизирует структуру покрытия и подавляет склонность безуглеродистых никелевых сплавов к формированию ВРЗ, содержащей нежелательные ТПУ-фазы. Кроме того, тантал повышает сопротивление покрытия высокотемпературному окислению. Содержание тантала в сплаве менее 0,2% недостаточно для заметного улучшения свойств покрытия, так как он, в основном, содержится в твердом растворе и сопротивление окислению изменяется незначительно. В то же время при использовании сплава с указанной совокупностью элементов при содержании тантала выше 20% образуются хрупкие фазы в структуре покрытия, ухудшающие его долговечность.

Вольфрам вводят с целью дополнительного формирования частиц карбидов вольфрама в составе барьерного карбидного слоя, торможения диффузии элементов на границе покрытия со сплавом, снижения температуры перехода покрытия из хрупкого в пластичное состояние при нагреве. Вольфрам содержится в покрытии в карбидах и во вторичных твердых растворах. Содержание вольфрама должно быть 0,5-9,0 мас.%. При содержании вольфрама менее 0,5% не отмечается заметного улучшения свойств покрытия, а при увеличении его концентрации более 9% возможно образование ТПУ-фаз типа µ, наличие которых отрицательно сказывается на долговечности покрытия.

Кобальт вводят для повышения пластичности и трещиностойкости. При содержании кобальта менее 8% и более 10% ухудшается жаропрочность покрытия.

Гафний, иттрий и кремний обеспечивают улучшение адгезии защитной оксидной пленки с поверхностью покрытия. Усиление защитных свойств оксидной пленки достигается при введении гафния не менее 0,2% и кремния не менее 0,1%. При содержании гафния более 3% и кремния более 5% наблюдается образование ТПУ-фаз, ухудшающих характеристики долговечности покрытия. Положительный эффект от введения иттрия наблюдается при содержании иттрия в количестве не менее 0,001%. Иттрий в количествах больших, чем 5%, вводить нецелесообразно, так как это может заметно снижать сопротивление высокотемпературному окислению.

Углерод вводят для формирования карбидов, образующих барьерный слой на границе между покрытием и поверхностью детали. Основными карбидными фазами, входящими в состав барьерной зоны, являются карбиды типа MeC, Me23C6, Me3C2, Me6C, где Me - Cr, W, Ta, Hf. Наличие карбидов тормозит взаимную диффузию элементов сплава и покрытия, что предотвращает тем самым образование ВРЗ в защищаемом сплаве, содержащей охрупчивающие ТПУ-фазы. При высоком содержании углерода (более 0,4%) происходит нежелательное снижение температуры солидус сплава, а при малом содержании (менее 0,1%) барьерный слой оказывается недостаточно эффективным.

Никель, как основа покрытия, выбран с целью обеспечения формирования слоя тугоплавких алюминидов никеля, обеспечивающих покрытие запасом алюминия, достаточным для надежной защиты изделия от высокотемпературного окисления в течение заданного ресурса.

В качестве примера рассмотрено использование состава при формировании покрытия для рабочей лопатки турбины авиационного газотурбинного двигателя. В то же время ясно, что барьерное покрытие из предложенного состава может быть использовано и на других деталях, например створках реактивного сопла газотурбинного двигателя.

На внешней поверхности рабочей лопатки, отлитой, например, из сплава, содержащего, мас.%: хром 6,1; кобальт 7,4; молибден 0,8; вольфрам 12; алюминий 5,1; титан 1,8; ниобий 1,1; углерод 0,006, никель - остальное до 100%, необходимо сформировать жаростойкое покрытие на основе алюминия.

Для избежания формирования ВРЗ под алюминидным покрытием, на внешней поверхности лопатки создают карбидное барьерное покрытие, например, методом вакуумно-плазменной технологии при температуре нагрева деталей 950°C в течение 3,5 часов путем напыления сплава на основе никеля следующего состава, мас.%: хром 20,3; вольфрам 8,4; тантал 6,2; алюминий 10,8; углерод 0,34; гафний 2,1; кобальт 9,5; кремний 2,4; иттрий 3,0; никель - остальное до 100%. Толщина карбидного барьерного покрытия составляет 0,070-0,075 мм, а его состав соответствует составу напыляемого сплава.

Затем на карбидное барьерное покрытие наносят покрытие на основе алюминия. Это покрытие формируют известным способом, например, путем алитирования газовым методом в среде хлоридов AlCl3, AlCl2, АlСl при температуре 1000°C в течение 6 ч.

Таким образом, на внешней поверхности детали получают комбинированное покрытие, состоящее из двух покрытий: наружное покрытие, состоящее из зерен β- и γ′-фаз, и внутреннее покрытие, состоящее преимущественно из карбидных частиц, распределенных в объеме γ′- и β-фаз. Суммарная толщина комбинированного покрытия составляет 0,085-0,090 мм.

Испытаниями образцов с заявленным покрытием на долговечность при температуре 1050°C установлено, что за 800 ч образцы не имели ВРЗ под покрытием.

Состав для получения карбидного барьерного покрытия на детали из безуглеродистого жаропрочного никелевого сплава, содержащий иттрий, хром, алюминий, никель, отличающийся тем, что дополнительно содержит, мас.%: тантал 0,2-20, вольфрам 0,5-9,0, кобальт 8-10, гафний 0,2-3,0, кремний 0,1-5,0 и углерод 0,1-0,4 при содержании хрома 4-25, алюминия 2-12, иттрия 0,001-5,0 и никель - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии упрочнения и повышения коррозионной стойкости лопаток компрессора газотурбинных двигателей, а также может быть использовано в области создания накопителей и преобразователей энергии на основе суперконденсаторов с алюминиевыми электродами.
Изобретение относится к многослойному покрытию, нанесенному методом физического осаждения из паровой фазы на по меньшей мере часть поверхности подложки. Упомянутое покрытие содержит слои Al-Cr-B-N, нанесенные методом физического осаждения из паровой фазы, при этом в по меньшей мере части многослойного покрытия слои Al-Cr-B-N комбинированы со слоями Ti-Al-N.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении деталей с повышенной жаростойкостью. Способ нанесения жаростойкого металлокерамического покрытия на изделие из жаропрочного сплава включает нанесение на поверхность упомянутого изделия чередующихся керамических слоев тугоплавких окислов металлов и разделение этих слоев промежуточными компенсационными слоями пластичного металла.

Изобретение относится к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе вольфрама, углеродистого вольфрама и меди, и может быть использовано в электротехнике.

Изобретение относится к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе вольфрама и меди, которые могут быть использованы в электротехнике. Способ включает электрический взрыв композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из двухслойной плоской медной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка вольфрама массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки, формирование из продуктов взрыва импульсной многофазной плазменной струи, оплавление ею поверхности медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м2, осаждение на поверхность продуктов взрыва, формирование на ней композиционного покрытия системы W-Cu и последующую импульсно-периодическую электронно-пучковую обработку поверхности покрытия при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см2, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп.

Изобретение относится к способам получения композитных наноматериалов и может быть использовано в приборостроении и других областях при производстве материалов на основе полупроводников, диэлектриков или металлов.

Изобретение относится к композитным наноматериалам и может быть использовано в приборостроении для производства материалов на основе полупроводников, диэлектриков и металлов.

Изобретение относится к формированию на медных электрических контактах покрытий на основе молибдена, углеродистого молибдена и меди, которые могут быть использованы в электротехнике как электроэрозионно-стойкие покрытия с высокой адгезией с основой на уровне когезии.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению стального листа с многослойным покрытием, используемого для производства автомобильных деталей.

Изобретение относится к многослойному защитному барьерному покрытию для конструкционного сплава V-4Cr-4Ti, которое может быть использовано для нанесения на конструкционные элементы термоядерных установок, имеющие контакт с водородсодержащими средами, и препятствовать накоплению водорода в элементах конструкций, а также утечке через элементы конструкций трития путем диффузии через металл.

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на подложку из жаропрочного никелевого сплава и изделию из жаропрочного никелевого сплава. Изделие включает подложку из никелевого сплава и модифицированную подповерхностную область и объемную область. Модифицированная подповерхностная область включает первый состав, а объемная область включает второй состав, отличающийся от первого состава. Модифицированная подповерхностная область включает по меньшей мере один из реакционноспособного элемента или благородного металла и имеет толщину менее чем примерно 0,3 мкм, измеренную в направлении, практически нормальном поверхности подложки. Модифицированная подповерхностная область сформирована осаждением слоя, включающего по меньшей мере один из реакционноспособного элемента или благородного металла, в слой на поверхности подложки, и введением упомянутого по меньшей мере одного из реакционноспособного элемента или благородного металла в модифицированную подповерхностную область с использованием ионной бомбардировки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области ионнолучевой вакуумной обработки материалов, в частности к способу ионной имплантации поверхностей деталей из конструкционной стали, и может быть использовано в машиностроении для повышения износостойкости деталей машин и механизмов. Способ включает обработку поверхности деталей потоком ионов меди, свинца и олова с использованием катода имплантера, изготовленного из монотектического сплава меди со свинцом, в который контактным легированием вводят 7-12% олова. Имплантацию осуществляют с дозой (5,5-8,5)·1017 ион/см2. Затем осуществляют имплантацию ионов азота с дозой (0,10…0,25)·D, где D - доза имплантирования ионами монотектического сплава меди со свинцом, равная 1·1017 ион/см2. 3 ил.

Изобретение относится к установке для непрерывного вакуумного осаждения металлического покрытия на движущуюся подложку и к способу подготовки к непрерывному вакуумному осаждению металлического покрытия на движущуюся подложку в указанной установке. Заявленная установка содержит камеру (24) вакуумного осаждения, по меньшей мере одну головку (25, 26) для нанесения покрытия струйным осаждением пара, соединенную с испарительным тиглем (9), предназначенным для содержания металла покрытия в жидком виде (11), с помощью подающего пар трубопровода (20), снабженного распределительным клапаном (19), и печь (1) для плавления указанного металла. Указанная печь находится под атмосферным давлением, расположена ниже уровня самой низкой части испарительного тигля (9) и соединена с испарительным тиглем (9) по меньшей мере одним трубопроводом (8) для автоматического питания испарительного тигля (9), снабженным питающим насосом (6), и по меньшей мере одним трубопроводом (8А, 18) для возврата жидкого металла, факультативно снабженным клапаном (16, 17). В установке дополнительно предусмотрены средства регулирования питающего насоса (6), обеспечивающие регулирование определенного уровня жидкого металла в испарительном тигле (9). Установка содержит в каждом из указанных трубопроводов (8, 8А, 18) питания и возврата зону (7, 13, 15), называемую термоклапаном, которая снабжена устройством нагрева и устройством охлаждения для получения регулируемой температуры, независимой от температуры плавильной печи (1) и от температуры в остальной части указанных трубопроводов (8, 8А, 18) и в испарительном тигле (9), для расплавления или отверждения металла, находящегося в этом месте. Обеспечивается возможность затвердевания жидкого металла без формирования твердой пробки на свободной поверхности печи или в питающих трубопроводах. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области получения ионно-плазменных покрытий с износостойкими и антизадирными свойствами для работы в парах трения «алюминий-сталь», «алюминий-чугун». Композиционное покрытие для алюминия или его сплавов выполнено из четырех слоев и включает слой молибдена, чередующиеся нанослои нитрида молибдена и молибдена, слой нитрида молибдена и слой молибдена. Структура покрытия обеспечивает плавное изменение пластичности покрытия при переходе от основы через твердые слои к внешнему приработочному слою молибдена, после износа которого износостойкость покрытия в целом обеспечивают непосредственно твердые чередующиеся нанослои и слой нитрида молибдена. Результаты проведенных стендовых испытаний показывают, что разработанные нанокомпозитные покрытия позволяют полностью предотвратить задиры при работе в паре с гильзовым чугуном в условиях трения скольжения при граничных условиях смазки, соответствующих условиям работы деталей цилиндро-поршневой группы двигателей. При этом относительное увеличение стойкости достигает 20-80 раз, а износ контртела уменьшается в 4-5 раз. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может использоваться в авиационном и энергетическом турбостроении для защиты пера лопаток компрессора от эрозии и солевой коррозии при температурах эксплуатации до 800°C. Подготавливают поверхности пера лопатки под нанесение покрытия. Наносят первый слой покрытия из сплава на основе Ni, содержащего Co, Cr, Al, Y, наносят на первый слой второй слой из сплава на основе Аl, содержащего Y, и термообрабатывают лопатки с покрытием. При этом подготовку поверхности пера лопатки под нанесение покрытия осуществляют электролитно-плазменным полированием, затем осуществляют ионно-имплантационную обработку лопаток, а далее производят нанесение упомянутых слоев покрытия, причем ионно-имплантационную обработку лопаток проводят при энергии от 20 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, используя в качестве имплантируемых ионов следующие ионы: N, Cr, Ni, Со, Y, Yb, La или их комбинацию, а электролитно-плазменное полирование проводят при напряжении 260-320 В в электролите: 4-8% водный раствор сульфата аммония, при температуре 60-80°C. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок. Способ нанесения теплозащитного покрытия на рабочие поверхности детали газотурбинной установки включает нанесение плазменным напылением на предварительно подготовленные поверхности детали из сплава на основе никеля покрытия из оксида циркония, стабилизированного иттрием, причем нанесение покрытия осуществляют созданием в нем градиентного переходного слоя с помощью двух магнетронов, при этом посредством первого магнетрона распыляют первую мишень из сплава на основе никеля, состав которого соответствует составу сплава детали, а посредством второго магнетрона распыляют вторую мишень из циркония с добавками иттрия, причем сначала распыление мишеней осуществляют в атмосфере аргона таким образом, чтобы интенсивность атомного потока, сформированного от первой мишени, превышала интенсивность атомного потока, сформированного от второй мишени, после формирования на поверхности детали сплошного металлического слоя в рабочую камеру подают кислород для формирования в напыляемом покрытии оксида циркония, при этом в процессе напыления парциальное давление кислорода плавно увеличивают до 1,5*10-3 Па, а мощность первого магнетрона уменьшают до его полного отключения, затем продолжают напыление до формирования оксида циркония, стабилизированного иттрием, требуемой толщины. В результате получают наноструктурированное покрытие, содержащее металлическую фазу с составом, соответствующим составу сплава защищаемой поверхности детали, и фазу из оксида циркония, стабилизированного иттрием, причем доля оксидной фазы в переходном слое по мере увеличения толщины пленки возрастает, обеспечивая плавный переход от металлического материала к оксиду без межфазной границы макроскопического размера. Изобретение направлено на формирование на рабочих поверхностях покрытий, имеющих достаточно высокое значение адгезии и когезии.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок. Способ нанесения теплозащитного покрытия на рабочие поверхности детали лопастной машины включет нанесение плазменным напылением на предварительно подготовленные поверхности детали из сплава на основе никеля покрытия из оксида циркония, стабилизированного иттрием, причем нанесение покрытия осуществляют созданием в нем градиентного переходного слоя с помощью двух магнетронов, при этом посредством первого магнетрона распыляют первую мишень из сплава на основе никеля, состав которого соответствует составу сплава детали, а посредством второго магнетрона распыляют вторую мишень из циркония с добавками стабилизирующего элемента иттрия, причем сначала распыление мишеней осуществляют в атмосфере аргона таким образом, чтобы интенсивность атомного потока, сформированного от первой мишени, превышала интенсивность атомного потока, сформированного от второй мишени, после формирования на поверхности детали сплошного металлического слоя в рабочую камеру подают кислород для формирования в напыляемом покрытии оксида циркония, при этом в процессе напыления парциальное давление кислорода плавно увеличивают до 1,5*10-3 Па, а мощность первого магнетрона уменьшают до его полного отключения, затем продолжают напыление до формирования оксида циркония, стабилизированного иттрием, требуемой толщины, при этом получают наноструктурированное покрытие, содержащее металлическую фазу с составом, соответствующим составу сплава защищаемой поверхности детали, и фазу из оксида циркония, стабилизированного иттрием, с возрастающей от поверхности детали долей фазы оксида циркония. Применение предложенного способа направлено на формирование плавного перехода от металлического материала к оксиду без межфазной границы макроскопического размера, что позволит сформировать на рабочих поверхностях деталей покрытий, имеющих достаточно высокое значение адгезии и когезии.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок. Способ нанесения теплозащитного покрытия на рабочие поверхности детали газотурбинной установки включает нанесение плазменным напылением на предварительно подготовленные поверхности детали из сплава на основе никеля покрытия из оксида циркония, стабилизированного иттрием, причем нанесение покрытия осуществляют созданием в нем градиентного переходного слоя с помощью двух магнетронов, при этом посредством первого магнетрона распыляют первую мишень из сплава на основе никеля, состав которого соответствует составу сплава детали, а посредством второго магнетрона распыляют вторую мишень из циркония с добавками стабилизирующего элемента иттрия, причем сначала распыление мишеней осуществляют в атмосфере аргона таким образом, чтобы интенсивность атомного потока, сформированного от первой мишени, превышала интенсивность атомного потока, сформированного от второй мишени, при этом после формирования на поверхности детали сплошного металлического слоя в рабочую камеру подают кислород для формирования в напыляемом покрытии оксида циркония, при этом в процессе напыления парциальное давление кислорода плавно увеличивают до 1,5*10-3 Па, а мощность первого магнетрона уменьшают до его полного отключения, затем продолжают напыление до формирования оксида циркония, стабилизированного иттрием, требуемой толщины, при этом получают наноструктурированное покрытие, содержащее металлическую фазу с составом, соответствующим составу сплава защищаемой поверхности детали, и фазу из оксида циркония, стабилизированного иттрием, с возрастающей от поверхности детали долей фазы оксида циркония. Изобретение направлено на повышение адгезии и когезии покрытия.
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок. Способ нанесения теплозащитного покрытия на рабочую поверхность детали из сплава на основе никеля включает нанесение плазменным напылением на предварительно подготовленные поверхности детали покрытия из оксида циркония, стабилизированного иттрием, причем нанесение покрытия осуществляют созданием в нем градиентного переходного слоя с помощью двух магнетронов, при этом посредством первого магнетрона распыляют первую мишень из сплава на основе никеля, состав которого соответствует составу сплава детали, а посредством второго магнетрона распыляют вторую мишень из циркония с добавками стабилизирующего элемента иттрия, причем сначала распыление мишеней осуществляют в атмосфере аргона таким образом, чтобы интенсивность атомного потока, сформированного от первой мишени, превышала интенсивность атомного потока, сформированного от второй мишени, при этом после формирования на поверхности детали сплошного металлического слоя в рабочую камеру подают кислород для формирования в напыляемом покрытии оксида циркония, при этом в процессе напыления парциальное давление кислорода плавно увеличивают до 1,5·10-3 Па, а мощность первого магнетрона уменьшают до его полного отключения, затем продолжают напыление до формирования оксида циркония, стабилизированного иттрием, требуемой толщины, при этом получают наноструктурированное покрытие, содержащее металлическую фазу с составом, соответствующим составу сплава защищаемой поверхности детали, и фазу из оксида циркония, стабилизированного иттрием, с возрастающей от поверхности детали долей фазы оксида циркония. Применение предложенного способа направлено на формирование плавного перехода от металлического материала к оксиду без межфазной границы макроскопического размера, что позволит сформирования на рабочих поверхностях покрытие, имеющее достаточно высокие значения адгезии и когезии.
Наверх