СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ
PROCEDURE FOR APPLICATION OF HEAT PROTECTING COATING

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к методам нанесения теплозащитных покрытий на лопатки энергетических и транспортных турбин, и в особенности газовых турбин авиадвигателей.
Газотурбинные установки и двигатели находят все более широкое применение в современной технике: двигатели самолетов и вертолетов, судовые газотурбинные двигатели, энергетические ГТУ и газоперекачивающие агрегаты. К основным деталям, определяющим надежность, экономичность и ресурс их работы, относятся рабочие лопатки турбины. Турбинные лопатки работают в достаточно жестких условиях: высокие температуры, агрессивные среды (кислород, сера, окислы ванадия и другие элементы), значительные знакопеременные механические нагрузки и резкие теплосмены. Существующие тенденции совершенствования турбомашин приводят к еще большему - к ужесточению указанных условий эксплуатации и к повышению стоимости деталей. Все это требует применения на лопатках турбин более эффективных защитных покрытий.
Одним из путей повышения температуры в турбине при сохранении ресурса лопаток является применение теплозащитных покрытий (ТЗП). Керамические ТЗП при их достаточной толщине, могут ощутимо снизить теплоприток к основному материалу охлаждаемой лопатки и обеспечить ее работоспособность в условиях высоких температур.
2
2
3
Наиболее перспективным материалом для формирования теплозащитного слоя ТЗП является керамика на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (ZrO·YO). Для обеспечения адгезии керамического слоя и защиты основного материала детали от окисления ТЗП имеет жаростойкий подслой.
Известен способ нанесения теплозащитного покрытия на лопатку турбины [Патент РФ №2325467, МПК C23C 4/10. Способ получения создающего термический барьер покрытия. /Я.Вигрен, М.Ханссон./ Вольво аэро корп./. 2008.], включающий предварительную обработку поверхности лопатки и нанесение связующего подслоя, жаростойкого слоя системы MeCrAlY и теплозащитного керамического слоя на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.
Известен также способ нанесения теплозащитного покрытия на лопатку турбины (Патент США №4,904,542 Многослойное коррозионно-стойкое покрытие), включающий газотермическое нанесение многослойного покрытия, состоящего из чередующихся керамических и металлических слоев. Так же известно многослойное высокотемпературное покрытие, состоящее из керамических слоев, разделенных металлическими слоями. Данное покрытие имеет ряд существенных недостатков. Входящие в его состав керамика образована путем плазменного напыления, что существенно снижает его термическую усталость и долговечность. Материал металлических слоев выбирается исходя из характеристик его стойкости к эрозии. Это ведет к тому, что при наличии перепадов температуры как по толщине, так и по его поверхности в материале металлического слоя возникнут термические напряжения, которые будут переданы керамике, имеющей низкую прочность на растяжение
2
2
3
Наиболее близким по технической сущности является способ формирования теплозащитного покрытия на рабочих лопатках турбин, включающий. последовательное нанесение жаростойкого, переходного и внешнего керамического слоев с последующим диффузионным отжигом (патент РФ №2078148). Известный способ нанесения теплозащитного покрытия на лопатку турбины включает также предварительную абразивно-жидкостную обработку и обработку шлифпорошком, нанесение слоя жаростойкого покрытия из сплава на никелевой основе методом вакуумно-плазменной технологии, нанесение второго слоя из сплава на основе алюминия, легированного никелем 13-16% и иттрием 1,5-1,8%, вакуумный отжиг и подготовку поверхности перед нанесением третьего керамического слоя из диоксида циркония, стабилизированного 7-9 мас.%, оксида иттрия (ZrO·7% YO) и последующие дополнительные вакуумный диффузионный и окислительный отжиг. В известном способе нанесения теплозащитного покрытия (патент РФ №2078148) как первый так и второй слои являются жаростойкими и вместе образуют подслой под третий теплозащитный керамический слой.
Известен способ подготовки поверхности детали под нанесение многослойного покрытия на металлические изделия методом катодного распыления, включающий ионную очистку и/или модификацию поверхности изделия [Патент РФ №2228387. МПК C23C 14/06. Способ нанесения многослойного покрытия на металлические изделия. Опубл. 2004 г.]. Однако функциональным назначением ионно-имплантационной обработки поверхности в данном случае не является повышение жаростойкости слоя.
Основными недостатками прототипа являются низкая адгезионная прочность на границе подслой - керамический слой, а также недостаточная жаростойкость, выносливость и циклическая прочность деталей с покрытием, т.е. параметры, которые необходимо обеспечивать при эксплуатации рабочих лопаток турбин газотурбинных двигателей и установок.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение адгезионной прочности на границе подслой - керамический слой при одновременном повышении жаростойкости подслоя, выносливости и циклической прочности деталей с защитными покрытиями.
Технический результат достигается тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия на рабочих лопатках турбин, включающем последовательное нанесение жаростойкого, переходного и внешнего керамического слоев с последующим диффузионным отжигом, в отличие от прототипа, переходный слой наносят из порошка, содержащего от 1 до 99% материала керамического слоя и остальное - сплав, содержащий элементы сплава жаростойкого слоя, причем порошок представляет собой частицы керамического порошка, покрытые оболочкой, состоящей из сплава, содержащего составляющие жаростойкого сплава, при этом переходный слой наносят газотермическим методом с обеспечением керамической составляющей по толщине переходного слоя, плавно изменяющейся от 1% до 99%, а диффузионный отжиг проводят с образованием в начале жидкой легкоплавкой фазы, обеспечивающей смачивание керамической составляющей переходного слоя, а затем тугоплавкого жаростойкого химического соединения, при этом возможны следующие варианты: в качестве составляющих жаростойкого сплава используют химические элементы, образующие алюминидные соединения; в качестве жаростойкого сплава, содержащего алюминидные соединения, используют сплав, содержащий, масс.%: Si - от 4,0% до 12, 0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0, 2% до 0,7%; Ni - остальное, или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; В - от 0,1% до 0,7%; Ni - остальное, или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 1,2% до 3,6%; Si - от 3% до 16%; Y - от 1, 0% до 2,1%; Al - остальное; наносят жаростойкий слой из сплава следующего состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0, 2% до 0,7%; Ni - остальное, или сплав 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.
Технический результат достигается также тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия жаростойкий слой наносят шликерным или газотермическим или вакуумными ионно-плазменными методами или магнетронными методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а внешний керамический слой наносят газотермическим или вакуумными ионно-плазменными методами или магнетронными методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.
10
20
2
Технический результат достигается также тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия перед нанесением жаростойкого слоя производят ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, причем ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см.
2
2
3
2
3
2
Технический результат достигается также тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия в качестве материала керамического слоя наносят ZrO-YO в соотношении YO - 5…9% вес, ZrO - остальное.
10
20
2
Технический результат достигается также тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм, а после нанесения жаростойкого слоя производят ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, причем ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см.
Технический результат достигается также тем, что в способе формирования теплозащитного покрытия толщины слоев в покрытии составляют: жаростойкого слоя от 12 до 70 мкм, переходного слоя от 5 до 30 мкм и внешнего керамического слоя от 50 до 400 мкм.
Использование процесса смачивания керамического материала в подслое (подслой может состоять из нескольких слоев, а также включать переходный слой, т.е. подслой должен обеспечивать жаростойкость и адгезионную прочность между подслоем и керамическим внешним слоем) в процессе диффузионного отжига, в результате соединения металлических составляющих переходного слоя из жидкого в кристаллическое состояние позволяет сформировать армирующую фазу переходного слоя, с одной стороны, хорошо сцепленную с нижележащим жаростойким слоем, а с другой - внедренную в керамический слой. В результате этого в переходной зоне подслой - керамический слой формируется анкерное соединение, значительно улучшающее прочность сцепления на границе подслой - керамический слой. В заявляемом способе формируется сложный подслой, включающий в себя жаростойкий слой и сформированный на нем переходный слой. При этом переходный слой состоит частично из сплава, содержащего элементы сплава жаростойкого слоя и частично из материала керамического слоя.
Для оценки стойкости лопаток газовых турбин с теплозащитными покрытиями, полученными по известному и предлагаемому способам, были проведены следующие испытания. Режимы и условия нанесения покрытий на образцы из никелевых и кобальтовых сплавов (ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У, ЭИ-893, U-5000) приведены в таблице 1.
Табл.1
№ Группы образцов
Ионы, имплантируемые в основу
Ионы, имплантируемые в покрытие
Жаростойкий слой
Переходный слой (составляющие жаростойкого сплава)
Дополнительный слой на поверхности лопатки
Дополнительный слой на внутреннем слое
Прототип
-
-
Co - 20% Cr - 30% Al - 13% Y - 0,6% Ni - ост.
Si - 12% Ni - 10% В - 1,6% Al - ост.
-
-
1
Nb
Y+Pt
Cr - 18% Al - 3% Y - 0,2% Ni - ост.
Si - 4,0% Y - 1,0% Al - ост.
Nb, толщ. 0,1 мкм
Nb, толщ. 0,1 мкм
2
Yb
Y+Cr
3
Yb+Nb
Y+Cr
Pt, толщ. 0,1 мкм
4
Pt
Nb
5
Y
Nb
Cr - 30%, Al - 16%, Y - 0,65%, Ni - ост.
Si-12,0% Y - 2,0% Al - ост.
Nb+Pt, толщ. 0,5 мкм
Nb, толщ. 2,0 мкм
6
Y+Pt
Yb
7
Y+Cr
Yb
Nb, толщ. 2,0 мкм
Cr, толщ. 0,1 мкм
8
Y+Cr
Pt
9
Hf+Nb
Y
Cr - 22% Al - 11%, Y - 0,5%, Ni - ост.
Si - 6,0% Y - 1,5% Al - ост.
Pt, толщ. 0,1 мкм
Pt+Cr, толщ. 2,0 мкм
10
La+Nb+Y
Cr+Si
11
Yb+Nb
Yb+Nb
Cr, толщ. 0,1 мкм
Nb+Cr, толщ. 2,0 мкм
12
Si+Cr
Hf+Nb
13
Y
Y
Cr - 24% Al - 8%, Y - 0,4% Ni - ост.
Si - 8,0% Y - 1,0% Al - ост.
Pt+Cr, толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 2,0 мкм
14
Pt
Nb
15
Cr+Si
Pt
Pt, толщ. 2,0 мкм
Nb+Pt, толщ. 0,5 мкм
16
Nb
Cr+Si
17
La
Hf
Cr - 26% Al - 10%, Y - 0,3%, Ni - ост.
Si - 10% Y - 2,0% Al - ост.
Cr, толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 0,1 мкм
18
La
La
19
Yb+Nb
Yb
Nb+Cr, толщ. 2,0 мкм
Cr, толщ. 2,0 мкм
20
Yb
Yb
21
Y
Y
Cr - 34% Al - 8%, Y - 0,4% Ni - ост.
Cr - 18% Al - 16% Y - 0,2% Ni - ост
Pt+Cr, толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 2,0 мкм
22
Pt
Nb
23
Cr+Si
Pt
Pt, толщ. 2,0 мкм
Nb+Pt, толщ. 0,5 мкм
24
Nb
Cr+Si
25
Hf+Nb
Y
Cr - 22% Al - 16%, Y - 0,7%, Ni - ост.
Cr - 34% Al - 3% Y - 0,7% Ni - ост
Pt, толщ. 0,1 мкм
Pt+Cr, толщ. 2,0 мкм
26
La+Nb+Y
Cr+Si
27
Yb+Nb
Yb+Nb
Cr, толщ. 0,1 мкм
Nb+Cr, толщ. 2,0 мкм
28
Si+Cr
Hf+Nb
29
Nb
Y+Pt
Cr - 18% Al - 3% Y - 0,2% Ni - ост.
Cr - 34% Al - 3% В - 0,7% Ni - ост
Nb, толщ. 0,1 мкм
Nb, толщ. 0,1 мкм
30
Yb
Y+Cr
31
Yb+Nb
Y+Cr
Pt, толщ. 0,1 мкм
32
Pt
Nb
33
Y
Y
Cr - 24% Al - 8%, Y - 0,4% Ni - ост.
Cr - 18% Al - 16% B - 0,1% Ni - ост
Pt+Cr, толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 2,0 мкм
34
Pt
Nb
35
Cr+Si
Pt
Pt, толщ. 2,0 мкм
Nb+Pt, толщ. 0,5 мкм
36
Nb
Cr+Si
37
La
Hf
Cr - 26% Al - 10%, Y - 0,3%. Ni - ост.
Cr - 1,2% Si - 3% Y - 1,0%Al - ост.
Cr,толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 0,1 мкм
38
La
La
39
Yb+Nb
Yb
Nb+Cr, толщ. 2,0 мкм
Cr, толщ. 2,0 мкм
40
Yb
Yb
41
La
Hf
Cr - 26% Al - 10%, Y - 0,3%, Ni - ост.
Cr - 3,6% Si - 16% Y - 2,1% Al - ост.
Cr,толщ. 2,0 мкм
Pt, толщ. 0,1 мкм
42
La
La
43
Yb+Nb
Yb
Nb+Cr, толщ. 2,0 мкм
Cr, толщ. 2,0 мкм
44
Yb
Yb
10
20
2
Режимы обработки образцов и нанесения покрытия: ионная имплантация (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 10 до 5·10ион/см. Материал слоев и схема их чередования - согласно таблице 1. Толщины слоев составляли: по способу-прототипу подслой: жаростойкий слой - толщиной 40 мкм и 80 мкм и переходный слой - 80 мкм и 40 мкм; внешний керамический слой от 50 мкм и 200 мкм.
2
2
3
2
3
2
2
3
2
При формировании по предлагаемому способу подслой состоял из: жаростойкого слоя толщиной от 12 до 70 мкм и переходного слоя толщиной от 5 до 30 мкм; толщина внешнего керамического слоя составляла от 50 до 400 мкм. Керамический и переходные слои наносились газотермическим (плазменным) методом, а в качестве наносимого материала использовались: для переходного слоя порошковая смесь, состоящая из материала керамического слоя от 1 до 99% (ZrO-YO в соотношении: YO - 5.% вес, ZrO - остальное; YO - 7.% вес, ZrO - остальное) и составляющих жаростойкого сплава (согласно табл.1) - остальное; керамическая составляющая по толщине переходного слоя плавно изменялась от 1% до 99%. Диффузионный отжиг покрытия с лопаткой производился в вакууме при температуре 1050°С в течение 4 ч.
-1
Были также проведены испытания на выносливость и циклическую прочность образцов из никелевых и кобальтовых сплавов ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У, ЭИ-893, U-5000 в условиях высоких температур (при 870-950°С) на воздухе. В результате проведенных испытаний было установлено следующее: условный предел выносливости (σ) лопаток составляет:
1) по известному способу - никелевые сплавы в среднем 230-250 МПа, кобальтовые - 220-235 МПа;
2) по предлагаемому способу никелевые сплавы в среднем 250-285МПа, кобальтовые - 245-270 МПа (таблица 2);
Табл.2
Никелевые сплавы
Кобальтовые сплавы
№ групп. образ
Величина σ<sub>-1</sub>, МПа
№ групп. образ
Величина σ<sub>-1</sub>, МПа
№ групп. образ
Величина σ<sub>-1</sub>, МПа
№ групп. образ
Величина σ<sub>-1</sub>, МПа
1
260
23
270
1
240
23
250
2
265
24
280
2
250
24
250
3
265
25
260
3
250
25
235
4
270
26
265
4
240
26
250
5
280
27
280
5
250
27
250
6
275
28
270
6
245
28
245
7
260
29
280
7
250
29
250
8
270
30
275
8
250
30
245
9
280
31
260
9
240
31
245
10
275
32
275
10
250
32
250
11
275
33
280
11
245
33
245
12
280
34
270
12
245
34
245
13
270
35
270
13
250
35
245
14
275
36
285
14
250
36
245
15
265
37
270
15
250
37
250
16
280
38
270
16
240
38
250
17
280
39
265
17
250
39
235
18
270
40
260
18
245
40
240
19
265
41
285
19
250
41
250
20
280
42
275
20
240
42
245
21
260
43
260
21
250
43
250
22
265
44
275
22
235
44
240
2
Изотермическая жаростойкость покрытий оценивалась на образцах диаметром d=10 мм и длиной l=30 мм. Образцы покрытиями помещались в тигли и выдерживались на воздухе при температуре Т=1200°С. Жаростойкость покрытий оценивалась по характерному времени (τ) до появления первых очагов газовой коррозии или других дефектов, которые определялось путем визуального осмотра через каждые 50 ч испытаний при температуре 1200°С. Взвешивание образцов вместе с окалиной производилось через 500 и 1000 ч испытаний, при этом определялась величина удельного прироста массы образца на единицу его поверхности по сравнению с исходным весом ΔР, г/м. Полученные результаты представлены в таблице 3.
Табл.3
№ группы образцов
Циклическ. жаростойкий цикл
Изотермическая жаростойкость,
№ группы образцов
Циклическ. жаростойкий цикл
Изотермическая жаростойкость,
τ, ч
ΔР, г/м<sup>2</sup>
τ, ч
ΔР, г/м<sup>2</sup>
500 ч
1000 ч
500 ч
1000 ч
Прототип
550
350
7,4
13,1
23
800
700
6,3
10,1
1
700
700
6,1
9,4
24
900
850
4,4
8,8
2
700
600
5,8
10,8
25
850
700
5,9
9,1
3
800
600
6,3
10,2
26
900
800
3,6
7,9
4
800
750
4,4
9,8
27
950
850
3,4
7,8
5
850
700
5,9
9,2
28
700
650
6,2
9,9
6
800
750
3,6
7,7
29
900
850
4,1
8,7
7
950
850
3,4
7,9
30
800
700
5,7
10,2
8
800
600
6,2
9,8
31
900
850
4,5
8,8
9
900
850
4,1
8,5
32
750
650
5,6
9,7
10
850
750
5,7
10,1
33
750
600
5,8
10,1
11
900
800
4,5
9,6
34
900
800
4,3
9,9
12
750
650
5,6
9,8
35
850
750
4,9
9,4
13
700
600
5,8
9,1
36
900
850
4,4
8,8
14
950
700
4,3
9,9
37
800
750
5,1
8,9
15
850
750
4,9
9,4
38
800
650
5,4
8,7
16
900
850
4,4
8,5
39
850
700
5,3
9,3
17
800
700
5,1
8,9
40
800
700
5,7
9,9
18
850
650
5,4
8,7
41
800
700
5,1
8,9
19
700
800
5,3
9,3
42
800
650
5,4
8.7
20
800
700
5,7
9,3
43
850
750
5,3
9,3
21
750
650
6,1
10,5
44
800
700
5,7
9,9
22
800
600
5,8
9,9
Стойкость покрытий к теплосменам оценивалось по количеству циклов, которые выдерживали покрытия до разрушения керамического слоя. Цикл термосмены представлял собой нагрев образца до 1150°С, температурную выдержку в течение 15 мин и охлаждение в воде до температуры 20°С. После каждого цикла теплосмены по наличию отслоений оценивалось стойкость покрытия. Данные по сравнительным испытаниям на термостойкость показали, что в среднем количество теплосмен до разрушения у покрытия-прототипа составило 36 циклов, а у покрытий, нанесенных по предлагаемому способу - от 51 до 93 циклов.
Кроме того, в результате проведенных испытаний было также установлено, что по сравнению с прототипом площадь отслоений керамического слоя после высокотемпературных испытаний образцов, а также в процессе усталостных испытаний уменьшилась в среднем от 5,5 до 8,1 раза для никелевых и от 4,3 до 7,7 раз для кобальтовых сплавов, что указывает на повышение адгезионной прочности покрытия на границе подслой - керамический слой.
10
20
2
10
20
2
2
2
3
2
3
2
Повышение стойкости покрытий к теплосменам, жаростойкости покрытий и предела выносливости лопаток из никелевых и кобальтовых сплавов с покрытиями (таблицы 2 и 3) указывают на то, что при применении следующих вариантов формирования теплозащитного покрытия на рабочих лопатках турбин: последовательное нанесение жаростойкого, переходного и внешнего керамического слоев с последующим диффузионным отжигом; переходный слой наносят из порошка, содержащего от 1 до 99% материала керамического слоя и остальное - сплав, содержащий элементы сплава жаростойкого слоя, причем порошок представляет собой частицы керамического порошка, покрытые оболочкой, состоящей из сплава, содержащего составляющие жаростойкого сплава; переходный слой наносят газотермическим методом с обеспечением керамической составляющей по толщине переходного слоя, плавно изменяющейся от 1% до 99%; диффузионный отжиг проводят с образованием в начале жидкой легкоплавкой фазы, обеспечивающей смачивание керамической составляющей переходного слоя, а затем тугоплавкого жаростойкого химического соединения; в качестве составляющих жаростойкого сплава используют химические элементы, образующие алюминидные соединения; в качестве жаростойкого сплава, содержащего алюминидные соединения, используют сплав, содержащий, масс.%: Si - от 4,0% до 12, 0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0, 2% до 0,7%; Ni - остальное или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; B - от 0, 1% до 0,7%; Ni - остальное, или сплав, содержащий, масс.%: Cr - от 1,2% до 3,6%; Si - от 3% до 16%; Y - от 1, 0% до 2,1%; Al - остальное; наносят жаростойкий слой из сплава следующего состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное, или сплав 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; жаростойкий слой наносят шликерным или газотермическим или вакуумными ионно-плазменными методами или магнетронными методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, а внешний керамический слой наносят газотермическим или вакуумными ионно-плазменными методами или магнетронными методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме; перед нанесением жаростойкого слоя производят ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, причем ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см; в качестве материала керамического слоя наносят ZrO-YO в соотношении YO - 5…9% вес, ZrO - остальное; перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм, а после нанесения жаростойкого слоя производят ионно-имплантационную обработку поверхности лопатки ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, причем ионную имплантацию проводят при энергии ионов от 0,2 кэВ до 30 кэВ и дозе имплантации ионов от 10 до 5·10 ион/см; толщины слоев в покрытии составляют: жаростойкого слоя от 12 до 70 мкм, переходного слоя от 5 до 30 мкм, и внешнего керамического слоя от 50 до 400 мкм, достигается технический результат заявляемого изобретения - повышается адгезионная прочность на границе подслой - керамический слой при одновременном повышении жаростойкости подслоя, выносливости и циклической прочности деталей с защитными покрытиями.