СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННОГО ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

1. Способ получения армированного теплозащитного покрытия, преимущественно для рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и энергетических установок, включающий нанесение подслоя и формирование на подслое армированного керамического слоя, отличающееся тем, что армированный керамический слой формируют поэтапно, в следующей последовательности:
наносят дискретный слой керамического материала в виде островковых участков на поверхности подслоя, оставляя открытыми от 4 до 98% от общей поверхности подслоя;
на керамический дискретный слой и открытые участки подслоя наносят, по крайней мере, один дискретный металлический слой в виде полос или сетки площадью от 4 до 98% от общей поверхности формируемого покрытия и толщиной от 0,8 до 5 мкм;
наносят внешний сплошной керамический слой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением подслоя производят ионно-плазменную подготовку и ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве материала подслоя используют жаростойкий сплав.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве жаростойкого сплава используют 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%; Co - от 16 до 30%; Ni - остальное.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве жаростойкого сплава используют сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, которую проводят до образования микро- или нано-слоя, разделяющего жаростойкий слой на микро-слои.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что перед нанесением подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слои из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что перед нанесением подслоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слои из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.
9. Способ по любому из пп.3-6 и 8 отличающийся тем, что толщина жаростойкого слоя составляет от 5 до 60 мкм.
10. Способ по любому из пп.6 и 8, отличающийся тем, что количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.
12. Способ по любому из пп.1-6, 8 и 11, отличающийся тем, что при формировании подслоя, перед нанесением дискретного слоя керамического материала, дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, причем толщина переходного слоя составляет от 1 мкм до 10 мкм.
13. Способ по п.7, отличающийся тем, что при формировании подслоя, перед нанесением дискретного слоя керамического материала, дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, причем толщина переходного слоя составляет от 1 мкм до 10 мкм.
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что при формировании подслоя, перед нанесением дискретного слоя керамического материала, дополнительно наносят переходный слой в виде слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сочетания слоев из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, либо в виде сплавов из Nb, Pt, Hf, Cr, Si, причем толщина переходного слоя составляет от 1 до 10 мкм.
2
2
3
2
3
2
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что в качестве материала дискретный слой керамического материала и внешнего керамического слоя используют ZrO-YO в соотношении YO - 5…9 вес.%, ZrO - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм.
2
2
3
2
3
2
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что в качестве материала дискретный слой керамического материала и внешнего керамического слоя используют ZrO-YO в соотношении YO - 5…9 вес.%, ZrO - остальное, причем толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм.
17. Способ по любому из пп.1-6, 8, 11 и 13-16, отличающийся тем, что дискретный слой керамического материала наносят толщиной от 18 до 340 мкм, но не более 97% от общей толщины армированного керамического слоя.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что толщина армированного керамического слоя составляет от 20 до 350 мкм, а в качестве материала дискретного металлического слоя используют один из металлов Nb, Pt, Hf, Cr, либо их сочетание, либо 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%; Co - от 16 до 30%; Ni - остальное, либо их сочетание.
19. Способ по любому из пп.1-6, 8, 11, 13-16 и 18, отличающийся тем, что нанесение слоев армированного теплозащитного покрытия осуществляют газо-термическим и/или вакуумными ионно-плазменными методами и/или магнетронными методами и/или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
20. Способ по любому из пп.1-6, 8, 11, 13-16 и 18, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что после нанесения покрытия производят его диффузионный отжиг.
10
20
2
22. Способ по любому из пп.2-6, 8, 11, 13-16, 18 и 21, отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см.
10
20
2
23. Способ по п.7, отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5-10 ион/см.
10
20
2
24. Способ по п.9, отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5-10 ион/см.
25. Способ по любому из пп.2-6, 8, 11, 13-16, 18, 21, 23 и 24, отличающийся тем, что перед ионно-имплантационной обработкой поверхности лопатки производят упрочняющую обработку микро-шариками, а в качестве ионно-плазменной подготовки поверхности используют ионную очистку.