Способ напыления теплозащитных покрытий

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок, которые требуют формирования на рабочих поверхностях покрытий с заданным уровнем пористости, имеющих достаточно высокое значение адгезии и когезии. Осуществляют послойное нанесение покрытия на изделие использованием оксида циркония, стабилизированного Y2О3. Покрытие напыляют порошковыми материалами с заранее наведенной пористостью. В процессе напыления осуществляют неполное расплавление напыляемых частиц за счет поддержания заданного температурного интервала и контроля степени их проплавления. В результате достигается получение высокой термостойкости защищаемого металла за счет повышения теплоизоляционной способности теплозащитных покрытий.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам напыления теплозащитных покрытий, и может найти применение в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок, которые требуют формирования на рабочих поверхностях покрытий с заданным уровнем пористости, имеющих достаточно высокое значение адгезии и когезии.

Известны способы получения теплозащитных покрытий плазменным напылением на основе диоксида циркония, в которых пористость обеспечивают за счет полостей, образующихся между смыкающимися под плавлением частицами (см. например, Телев С.Г., Есенбеков B.C. и др. Плазменное напыление уплотнительных покрытий на основе диоксида циркония, Физика и химия обработки материалов, №3, 1992, с.58-64). В известных способах используют в качестве напыляемого материала порошки с плотными порошковыми частицами (беспористые или с минимальной пористостью). Недостатками полученных покрытий является их низкая когезия и нерегулярная (неравномерно) распределенная пористость, что приводит к разрушению покрытия на изделии при температурных изменениях.

Наиболее близким к данному изобретению является известный способ напыления теплозащитного покрытия с использованием оксида циркония, стабилизированного Y2О3, включающий послойное нанесение покрытия на изделие (US 6180184, С 23 С 4/10, 30.01.2001). Согласно этому способу получают термобарьерное покрытие из жаропрочных сплавов, стабилизированных иттрием оксида циркония, которое послойно наносят с помощью вакуумного электронно-лучевого напыления. При этом получают покрытие, имеющее столбчатую структуру, проявляющуюся в одном или нескольких слоях. Недостатком способа является возможность получения сквозной пористости, приводящей к коррозии подложки и к разрушению покрытия.

Задачей создания данного изобретения является получение теплозащитных покрытий с регулируемой пористостью и обеспечение высокой термостойкости защищаемого металла за счет повышения теплоизоляционной способности покрытия.

Для этого в способе напыления теплозащитного покрытия с использованием оксида циркония, стабилизированного Y2О3, включающем послойное нанесение покрытия на изделие, покрытие напыляют порошковыми материалами с заранее наведенной пористостью, а в процессе напыления осуществляют неполное расплавление напыляемых частиц за счет поддержания заданного температурного интервала и контроля степени их проплавления.

Пример.

Осуществляли послойное нанесение покрытия с использованием оксида циркония, стабилизированного Y2О3, на детали горячего тракта газотурбинных установок (лопатки, детали камеры сгорания и другие). Покрытие напыляли порошковыми материалами с заранее наведенной пористостью. Для получения заранее наведенной пористости такие материалы, как, например, гидрооксиды Zr (OH)4 BKB Аl(ОН)3, распыляли с помощью струи на воздухе. Перед их распылением в них вводили определенное количество сажи (углерода). При последующей прокалке (спекании) полученного порошка частицы углерода (сажи) выгорали и в результате получили частицы с наведенной пористостью. В процессе напыления полученного порошкового материала осуществляли лазерный контроль за поведением частиц в распыляемой струе, а именно: температурой частиц и степенью их проплавления. Контроль за температурой частиц осуществляли с использованием прибора Spray Watch 3 I for Thermal Spray Monitoring, Фирма Oseir Ltd-Финляндия. В случае нахождения частиц в узкой фракционной области (размером порядка 10 мкм) осуществляли контроль степени их оплавления. Процесс напыления осуществляли плазменной струей при использовании инверторных источников питания, при этом осуществляли неполное расплавление напыляемых частиц за счет поддержания заданного температурного интервала и контроля степени их проплавления. Формирование пористости покрытия получено за счет внутренних пор напыляемых частиц. В результате были улучшены когезионные характеристики покрытия и обеспечено равномерное распределение пор в покрытиях.

Способ напыления теплозащитного покрытия с использованием оксида циркония, стабилизированного Y2О3, включающий послойное нанесение покрытия на изделие, отличающийся тем, что покрытие напыляют порошковыми материалами с заранее наведенной пористостью, а в процессе напыления осуществляют неполное расплавление напыляемых частиц за счет поддержания заданного температурного интервала и контроля степени их проплавления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии газотермического напыления и может быть использовано для нанесения теплозащитных покрытий на внутренние поверхности малоразмерных деталей и деталей из материалов с высокой теплопроводностью, используемых в двигателях летательных аппаратов, машиностроении, энергетике и при восстановлении изношенной поверхности деталей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для упрочнения внутренних поверхностей деталей в полостях, имеющих форму тел вращения, например стенок цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться для упрочнения поверхностей с нарезкой, работающих в условиях фрикционного износа. .

Изобретение относится к способам нанесения металлических покрытий газопламенным напылением и может быть использовано для отделки строительных материалов, придания им водо- и огнестойкости, декоративности и зашиты от воздействия электромагнитных полей.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для нанесения газотермических покрытий с высокими значениями адгезии и когезии. .

Изобретение относится к конструкции электродуговых плазмотронов с межэлектродными вставками (МЭВ), предназначенных для нанесения покрытий или плазменной закалки в труднодоступных местах, например для нанесения защитных покрытий на внутренние поверхности труб, диаметр которых в свету соизмерим с дистанциями, принятыми для напыления (100-300 мм).

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу упрочнения, и может быть использовано для улучшения эксплуатационных свойств поверхностей изделий из металлов и их сплавов в транспортном и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к газотермическим технологиям и может быть использовано в узлах трения различных конструкций. .

Изобретение относится к области техники нанесения напылением разнообразных покрытий, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности и, в частности, в области нанесения покрытий плазменным напылением при окраске различного рода строительных объектов, металлоконструкций, дорожных ограждений, нанесения разметки на дорожном полотне.

Изобретение относится к технике нанесения покрытий напылением и может быть использовано в машиностроении для получения покрытий на поверхности металлических и неметаллических деталей.

Изобретение относится к способу изготовления пористых газопоглотительных устройств с пониженной потерей частиц и к устройствам, изготавливаемым этим способом

Изобретение относится к методам управления электрической дугой и может быть использовано в процессах электродуговой обработки материалов

Изобретение относится к электротермической обработке металлов, в частности к инструменту для электротермической обработки металлов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к способам управления электрической дугой при электродуговой обработке материалов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения
Изобретение относится к области газотермического напыления покрытий, в частности к способам напыления жаростойких и теплозащитных покрытий, и может быть использовано для защиты деталей, работающих в условиях повышенных температур, эрозии и агрессивных сред, преимущественно для защиты авиационных элементов турбомашин и газотурбинных двигателей (ГТД)

Изобретение относится к теплобарьерным покрытиям, которые обладают гибкостью, достаточной для адаптации к деформациям подложки
Изобретение относится к напылению защитных покрытий, используемых, в частности, в электротехнической промышленности

Изобретение относится к способу изготовления деталей машин типа поршневых колец и/или поршней и/или гильз цилиндров двигателей, предпочтительно двухтактных дизельных двигателей с большим рабочим объемом, имеющих, по меньшей мере, одну поверхность скольжения, которые в зоне своей поверхности скольжения снабжены нанесенным на основной материал с помощью способа термонапыления покрытием

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установке для напыления плазменных газотермических покрытий, и может быть использовано для нанесения металлических, металлокерамических и керамических покрытий напылением на поверхность при изготовлении и восстановлении деталей различной конфигурации
Наверх