СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ И ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

1. Способ нанесения покрытий, включающий размещение деталей в вакуумной камере, приложение к деталям потенциала электрического смещения, ионную очистку поверхности деталей и нанесение на них покрытия электродуговым испарением материалов, по крайней мере, одного катода, выполненного в виде цилиндрической обечайки и снабженного магнитным фиксатором области катодных пятен, отличающийся тем, что упомянутый фиксатор выполнен с возможностью обеспечения области образования катодных пятен в виде полосы, ориентированной вдоль продольной оси цилиндрической обечайки катода и перемещающейся по траектории, коаксиальной окружности цилиндрической обечайки катода с сохранением своей ориентации, а возвратно-поступательное перемещение области катодных пятен по упомянутой полосе осуществляют за счет переключения полярности противоположных торцов катода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют центральное расположение катода в вакуумной камере, а скорость перемещения упомянутой полосы по траектории, коаксиальной окружности цилиндрической обечайки катода берется от 0,2 м/с до 30 м/с.
2
2
17
-2
17
-2
15
-1
15
-1
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при нанесении покрытий детали вращают вокруг собственной оси и перемещают относительно катода, а после ионной очистки проводят ионно-имплантационную обработку поверхности детали, причем ионную очистку проводят ионами Ar и/или N при энергии от 8 до 10 кэВ, плотности тока от 90 мкА/см до 200 мкА/см в течение от 0,2 до 0,5 ч, затем проводят ионную имплантацию ионами одного или нескольких элементов N, Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si. при энергии от 25 до 60 кэВ, дозой от 1,6·10 см до 5·10 см, со скоростью набора дозы от 0,7·10 с до 1·10 с, а в качестве материала покрытия наносят жаростойкий сплав состава Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное, или состава Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное, или состава Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, используя в качестве детали лопатку турбины газотурбинного двигателя или газотурбинной установки из никелевого или кобальтового сплава.
2
2
17
-2
17
-2
15
-1
15
-1
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при нанесении покрытий детали вращают вокруг собственной оси и перемещают относительно катода, а после ионной очистки проводят ионно-имплантационную обработку поверхности детали, причем ионную очистку проводят ионами Ar и/или N при энергии от 8 до 10 кэВ, плотности тока от 90 мкА/см до 300 мкА/см в течение от 0,2 до 0,5 ч, затем проводят ионную имплантацию ионами одного или нескольких элементов N, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si, при энергии от 25 до 60 кэВ, дозой от 1,6·10 см до 5·10 см, со скоростью набора дозы от 0,7·10 с до 1·10 с, а в качестве материала покрытия используют нитриды Me-N, карбиды Ме-С и карбо-нитриды Me-NC, где Me - Ti, Zr, Al, W, Mo, TiZr, TiAl, TiAlZr, TiAlZrMo или их сочетание, N - азот, С - углерод, используя в качестве детали лопатку из титановых сплавов или высоколегированных сталей или сплавов на никелевой основе для компрессора газотурбинного двигателя или газотурбинной установки или паровой турбины.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что при нанесении покрытия обеспечивают параллельность осей вращения деталей с осью катода.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что используют катод, выполненный из одного из следующих металлов Ni, Co, Ti, Zr, Hf, Cr, Al, Y, La, и/или любого сплава на основе указанных металлов.
-5
-4
7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что нанесение покрытия производят в среде реакционного газа, в качестве которого используют азот и/или углерод при давлении 10·10 мм рт.ст.
8. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве детали используют лопатку турбомашины.
9. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют цилиндрический катод с размерами в диапазонах: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм, причем ширину упомянутой полосы области образования катодных пятен выбирают от 5 мм до 40 мм.
10. Способ п.5, отличающийся тем, что используют цилиндрический катод с размерами в диапазонах: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм, причем ширину упомянутой полосы области образования катодных пятен выбирают от 5 мм до 40 мм.
11. Способ п.6, отличающийся тем, что используют цилиндрический катод с размерами в диапазонах: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм, причем ширину упомянутой полосы области образования катодных пятен выбирают от 5 мм до 40 мм.
12. Способ п.7, отличающийся тем, что используют цилиндрический катод с размерами в диапазонах: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм, причем ширину упомянутой полосы области образования катодных пятен выбирают от 5 мм до 40 мм.
13. Способ п.8, отличающийся тем, что используют цилиндрический катод с размерами в диапазонах: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм, причем ширину упомянутой полосы области образования катодных пятен выбирают от 5 мм до 40 мм.
14. Электродуговой испаритель для нанесения покрытий в вакууме, содержащий по крайней мере один охлаждаемый катод, выполненный из испаряемого материала в виде цилиндрической обечайки, снабженный средствами подвода-отвода охлаждающей среды, средствами электрической связи катода с источником электропитания разряда, с расположенным внутри катода магнитным фиксатором положения области катодных пятен, отличающийся тем, что упомянутый фиксатор выполнен с возможностью образования катодных пятен в виде полосы, ориентированной вдоль продольной оси цилиндрической обечайки катода и с возможностью перемещения упомянутой полосы по траектории, коаксиальной окружности цилиндрической обечайки катода с сохранением своей ориентации, а средства электрической связи катода с источником электропитания разряда выполнены в виде токоподводов с противоположных торцов катода, подключенных к управляемым ключам, электрически связанным через индивидуальные элементы включения с блоком управления, и соединенные с источником постоянного тока, соединенным также с анодом.
15. Электродуговой испаритель по п.14, отличающийся тем, что магнитный фиксатор положения области катодных пятен выполнен в виде протяженного стержня, расположенного эксцентрично продольной оси цилиндрической обечайки катода и выполненной с возможностью перемещения по окружности с центром, расположенным на оси цилиндрической обечайки катода.
16. Электродуговой испаритель по п.15, отличающийся тем, что перемещение упомянутого магнитного фиксатора по окружности с центром, расположенным на оси цилиндрической обечайки катода, обеспечивается коленчатым или эксцентриковым валом.
17. Электродуговой испаритель по п.14, отличающийся тем, что магнитный фиксатор положения области катодных пятен выполнен в виде расположенных по периферии катоды магнитных катушек, выполненных с возможностью последовательного включения с выключением предыдущей магнитной катушки.
18. Электродуговой испаритель по любому из пп.14-17, отличающийся тем, что цилиндрический катод выполнен с размерами, выбранными из диапазона: высота - от 200 мм до 3000 мм, внешний диаметр - от 200 до 600 мм, толщина стенки катода - от 10 до 80 мм.