ТЕПЛОЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

1. Способ получения теплозащитного покрытия, преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий формирование на защищаемой поверхности лопатки металлического подслоя, переходного металлокерамического слоя и внешнего керамического слоя, отличающийся тем, что переходный металлокерамический слой формируют путем смачивания керамического слоя металлом нижележащего подслоя на глубину, равную толщине переходного слоя.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смачивание керамического слоя проводят в процессе термообработки покрытия при температуре, обеспечивающей получение жидкой фазы металла подслоя.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве металла нижележащего слоя используют высокотемпературный припой.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве высокотемпературного припоя используют сплав системы никель-хром-кремний.
10
20
2
2
2
3
2
3
2
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя проводят ионно-плазменную подготовку поверхности лопатки и ее ионно-имплантационную обработку ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10до 5·10 ион/см, а в качестве керамического слоя используют ZrO, стабилизированную YO в соотношении YO-5…9 вес.%, ZrO - остальное, причем толщина керамического слоя составляет от 40 до 380 мкм.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что толщина переходного слоя составляет от 6 до 35 мкм.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что толщина переходного слоя составляет от 6 до 35 мкм.
8. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что перед нанесением металлического подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.
10. Способ по любому из пп.1-4, 7, 9, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
11. Способ по п.5, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
12. Способ по п.6, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
13. Способ по п.8, отличающийся тем, что нанесение металлических слоев покрытия осуществляют шликерным и/или газотермическим, и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а керамического слоя проводят газотермическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами, и/или магнетронными методами, и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
14. Способ по любому из пп.1-4, 7, 9, 10-13, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
15. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют жаростойкий сплав состава: Cr - от 18% до 34%; А1 - 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
16. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
17. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
18. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
19. Способ по п.14, отличающийся тем, что в качестве материала металлического подслоя используют 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем на жаростойкий слой наносят слой высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм.
-3
20. Способ по любому из пп.1-4, 7, 9, 10-13, 15-19, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
-3
21. Способ по п.5, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
-3
22. Способ по п.6, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
-3
23. Способ по п.8, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
-3
24. Способ по п.10, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
-3
25. Способ по п.14, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг в вакууме не хуже 10 мм рт.ст. или среде защитного газа, выбирая температуру в диапазоне от 800 до 1300°С.
26. Способ по любому из пп.1-4, 7, 9, 10-13, 15-19, 21-26, отличающийся тем, что в качестве лопатки турбины используются лопатки из никелевых или кобальтовых жаропрочных сплавов.
2
2
3
27. Теплозащитное покрытие преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, содержащее металлический подслой, нанесенный на поверхность лопатки, переходный слой, содержащий металлическую и керамическую фазы и нанесенный на переходный слой внешний керамический слой на основе ZrO стабилизированный YO, отличающееся тем, что металлическая фаза переходного слоя соединена с металлическим подслоем по всей его поверхности и охватывает керамическую фазу переходного слоя путем внедрения в его поры.
28. Теплозащитное покрытие по п.1 содержит металлический жаростойкий слой из сплава 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, при этом толщина жаростойкого слоя составляет от 10 до 60 мкм, причем переходный слой образован путем нанесения на жаростойкий слой слоя из высокотемпературного припоя толщиной от 3 до 40 мкм с его последующим расплавлением при термообработке покрытия, смачиванием части керамического слоя, прилежащего к металлическому подслою с образованием переходного металлокерамического слоя толщиной от 6 до 35 мкм при затвердевании высокотемпературного припоя в процессе его охлаждения.
10
20
2
2
2
3
2
3
2
29. Теплозащитное покрытие по п.1 содержит поверхностный слой лопатки из кобальтового или никелевого жаропрочного сплава, модифицированный имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ при дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см, а в качестве керамического слоя используют ZrO стабилизированную YO в соотношении YO-5…9 вес.%, ZrO - остальное.