СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРРОЗИОННО-ЭРОЗИОННО-СТОЙКОГО НАНОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

1. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия для лопаток турбомашин из легированных сталей, включающий вакуумно-плазменное нанесение металлического подслоя, и на основе нитридов, карбидов и/или карбонитридов титана, циркония, алюминия и комбинации соединений этих металлов с азотом и углеродом нанослоев, формируемых при вращении лопаток вокруг собственной оси и относительно последовательно расположенных катодов из разнородных материалов, отличающийся тем, что после осаждения каждого слоя производят его ионно-имплантационную обработку расположенными между катодами устройствами для имплантации ионов.
2. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по п.1, отличающийся тем, что в качестве ионов для имплантации используют ионы Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Ti или их комбинацию.
10
20
2
3. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по п.1, отличающийся тем, что имплантацию ионов легирующих элементов производят при энергии ионов 0,2-300 кэВ и плотности ионов 10 до 5·10 ион/см.
10
20
2
4. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по п.2, отличающийся тем, что имплантацию ионов легирующих элементов производят при энергии ионов 0,2-300 кэВ и плотности ионов 10 до 5·10 ион/см.
5. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что производят взаимное экранирование потоков распыляемого материала, располагая экраны между катодами и источниками имплантируемых ионов.
6. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве катодов используют составные катоды, содержащие титан и цирконий.
7. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве катодов используют составные катоды, содержащие титан, алюминий и цирконий.
10
20
2
8. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия поверхность лопатки подвергают ионно-имплантационной обработке с постимплантационным отжигом, имплантацию ионов легирующих элементов производят при энергии ионов 0,2-300 кэВ и дозе имплантации ионов 10 до 5·10 ион/см, в качестве легирующих элементов используют ионы Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Ti или их комбинацию, а имплантацию и постимплантационный отжиг производят с последующим нанесением покрытия в одном вакуумном объеме за один технологический цикл.
9. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что толщины нанослоев выбирают в диапазоне от 0,1 до 20 нм.
i
2
1
10. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по п.9, отличающийся тем, что заданную толщину нанослоя (t, нм) получают регулируя количество материала осаждаемого на деталь за / оборота детали вокруг собственной оси, относительно потока осаждаемого материала и регулируя скорость вращения детали вокруг собственной оси, используя для расчета параметров процесса соотношения:
1) для расчета скорости вращения детали:
i
i
i
τ=t/v,
i
2
1
где τ - заданное время / оборота детали вокруг собственной оси, обеспечивающее формирование нанослоя заданной толщины из i-го компонента;
i
t - заданная толщина нанослоя покрытия, сформированная из i-го компонента:
i
i
i
t=vτ,
i
v - средняя скорость наращивания покрытия из i-го компонента, образующего монослой покрытия;
i
i
v=H/τ;
i
где Н - суммарная толщина слоев, сформированных из i-го компонента в покрытии, нанесенном при вращении детали;
τ - время формирования покрытия заданной толщины;
в качестве i-х компонентов используются нитриды, карбиды и/или карбонитриды титана, циркония, алюминия и нитриды, карбиды и/или карбонитриды соединений этих металлов (i=1, 2, 3…20);
2) для соотношения скорости осаждения (наращивания) i-х компонентов:
i
i+1
i
i+1
k=v/v=H/H,
где k - коэффициент, указывающий на необходимость превышения (снижения) скорости осаждения i-го компонента по сравнению со скоростью (i+1)-го компонента;
i+1
v - средняя скорость наращивания покрытия из (i+1)-го компонента;
i+1
H - суммарная толщина слоев, сформированных из (i+1)-го компонента в покрытии, нанесенном при вращении детали.
11. Способ получения коррозионно-эрозионно-стойкого нанослойного покрытия по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия электролитно-плазменной обработкой производят полирование поверхности пера лопатки.