Деталь із суперсплаву з системою захисного покриття і спосіб його нанесення

Номер патенту: 46760

Опубліковано: 17.06.2002

Автор: БЄЄЛЄ Вольфрам

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Деталь із суперсплаву з системою захисного покриття, яка містить: підкладку, виготовлену із суперсплаву на основі нікелю або кобальту; проміжний шар, нанесений на підкладку, який містить, щонайменше, шар закріплення; керамічне покриття, нанесене на вказаному шарі закріплення, яке містить окисну сполуку, яка відрізняється тим, що проміжний шар містить необов'язково сполучний шар, який розміщений між підкладкою та шаром закріплення, і тим, що шар закріплення легований азотом із забезпеченням непроникності шару закріплення для дифундуючих атомів.

2. Деталь за п. 1, яка відрізняється тим, що окисна сполука містить оксид хрому.

3. Деталь за п. 1, яка відрізняється тим, що окисна сполука містить алюміній.

4. Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що включає дифузійно активний хімічний елемент, покритий шаром закріплення.

5. Деталь за п. 4, яка відрізняється тим, що дифузійно активним хімічним елементом є елемент, що вибирається із групи, що містить гафній, титан, вольфрам та кремній.

6. Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що керамічне покриття включає ZrO2.

7. Деталь за п. 6, яка відрізняється тим, що керамічне покриття має стабілізатор, що вибирається із групи, яка складається з Y2O3, CeO2, LaO та МgО.

8. Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що товщина шару закріплення є меншою ніж 3 мкм.

9. Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення містить 1-10 атомних % азоту.

10. Деталь за п. 9, яка відрізняється тим, що шар закріплення містить 2-5 атомних % азоту.

11. Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення також легований іще одним хімічним елементом, що також покритий шаром закріплення.

12. Деталь згідно з п. 11, яка відрізняється тим, що цим хімічним елементом є хром.

13. Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення легований іншим хімічним елементом, який також присутній у керамічному покритті.

14. Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що сполучний шар складається із алюмініду металу.

15. Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що сполучний шар виготовлений із сплаву MCrAIY.

16. Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення легований іще одним хімічним елементом, який також присутній у сполучному шарі.

17. Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що підкладка, шар закріплення та керамічне покриття утворюють деталь газової турбіни.

18. Деталь згідно з п. 17, яка відрізняється тим, що деталь газової турбіни являє собою профільовану деталь газової турбіни, що містить опорну та профільовану ділянки, може стало утримувати деталь під час роботи, а профільована ділянка піддається під час роботи дії газового потоку, який проходить вздовж деталі, причому шар закріплення та керамічний шар знаходяться на профільованій дільниці.

19. Спосіб нанесення захисного покриття на деталь, яка має підкладку, виготовлену із суперсплаву на основі нікелю або кобальту, який включає: нанесення одного проміжного шару, який містить, щонайменше один шар, на підкладку, нанесення керамічного покриття на проміжний шар, який відрізняється тим, що проміжний шар містить шар закріплення, на який наноситься керамічне покриття із нанесенням окисної сполуки, легованої азотом як і шар закріплення, та необов'язково сполучного шару , який є частиною проміжного шару, між підкладкою та шаром закріплення.

20. Спосіб згідно з п. 19, який відрізняється тим, що операція нанесення шару закріплення виконується за допомогою процесу фізичного осадження із парової фази.

21. Спосіб згідно з п. 19 або 20, який відрізняється тим, що операція закріплення полягає у: нанесенні на підкладку або на довільний сполучний шар шару, який містить іншу окисну сполуку, що вільна від азоту; створення навколо шару атмосфери, яка містить азот; та створення шару закріплення шляхом дії на вказані шар та атмосферу підвищеної температури та дифузії азоту у шар.

22. Спосіб згідно з одним із пп. 20 - 21, який відрізняється тим, що операцію нанесення керамічного покриття виконують за допомогою фізичного осадження із парової фази.

Текст

1 Деталь із суперсплаву з системою захисного покриття, яка містить підкладку, виготовлену із суперсплаву на основі нікелю або кобальту, проміжний шар, нанесений на підкладку, який містить, щонайменше, шар закріплення, керамічне покриття, нанесене на вказаному шарі закріплення, яке містить окисну сполуку, яка відрізняється тим, що проміжний шар містить необов'язково сполучний шар, який розміщений між підкладкою та шаром закріплення, і тим, що шар закріплення легований азотом із забезпеченням непроникності шару закріплення для дифундуючих атомів 2 Деталь за п 1, яка відрізняється тим, що окисна сполука містить оксид хрому 3 Деталь за п 1, яка відрізняється тим, що окисна сполука містить алюміній 4 Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що включає дифузійно активний ХІМІЧНИЙ елемент, покритий шаром закріплення 5 Деталь за п 4, яка відрізняється тим, що дифузійно активним ХІМІЧНИМ елементом є елемент, що вибирається із групи, що містить гафній, титан, вольфрам та кремній 6 Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що керамічне покриття включає ZrO2 7 Деталь за п 6, яка відрізняється тим, що керамічне покриття має стабілізатор, що вибирається із групи, яка складається з Y2O3, СеОг, LaO та МдО 8 Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що товщина шару закріплення є меншою ніж 3 мкм 9 Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення містить 110 атомних % азоту 10 Деталь за п 9, яка відрізняється тим, що шар закріплення містить 2-5 атомних % азоту 11 Деталь за одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення також легований іще одним ХІМІЧНИМ елементом, що також покритий шаром закріплення 12 Деталь згідно з п 11, яка відрізняється тим, що цим ХІМІЧНИМ елементом є хром 13 Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення легований іншим ХІМІЧНИМ елементом, який також присутній у керамічному покритті 14 Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що сполучний шар складається із алюмініду металу 15 Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що сполучний шар виготовлений із сплаву MCrAlY 16 Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що шар закріплення легований іще одним ХІМІЧНИМ елементом, який також присутній у сполучному шарі 17 Деталь згідно з одним із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що підкладка, шар закріплення та керамічне покриття утворюють деталь газової турбіни 18 Деталь згідно з п 17, яка відрізняється тим, що деталь газової турбіни являє собою профільовану деталь газової турбіни, що містить опорну та профільовану ділянки, може стало утримувати деталь під час роботи, а профільована ділянка піддається під час роботи дії газового потоку, який проходить вздовж деталі, причому шар закріплення та керамічний шар знаходяться на профільованій ДІЛЬНИЦІ 19 Спосіб нанесення захисного покриття на деталь, яка має підкладку, виготовлену із суперсплаву на основі нікелю або кобальту, який включає нанесення одного проміжного шару, який містить, щонайменше один шар, на підкладку, нанесення керамічного покриття на проміжний шар, який відрізняється тим, що проміжний шар містить О о (О (О 46760 4 сенні на підкладку або на довільний сполучний шар закріплення, на який наноситься керамічне шар шару, який містить іншу окисну сполуку, що покриття із нанесенням окисної сполуки, легованої вільна від азоту, створення навколо шару атмосазотом як і шар закріплення, та необов'язково фери, яка містить азот, та створення шару закріпсполучного шару , який є частиною проміжного лення шляхом дії на вказані шар та атмосферу шару, між підкладкою та шаром закріплення підвищеної температури та дифузії азоту у шар 20 Спосіб згідно з п 19, який відрізняється тим, 22 Спосіб згідно з одним із пп 20 - 21, який відріщо операція нанесення шару закріплення виконузняється тим, що операцію нанесення керамічноється за допомогою процесу фізичного осадження го покриття виконують за допомогою фізичного із парової фази осадження із парової фази 21 Спосіб згідно з п 19 або 20, який відрізняється тим, що операція закріплення полягає у нане Винахід стосується деталі із суперсплаву, на яку нанесена система захисного покриття з різними шарами У патенті США №5238752, який був виданий на ім'я Дудерштадта (Duderstadt) та інших, описується система покриття для деталі газової турбіни, яка також містить керамічний тепловий бар'єрний шар та сполучний шар або сполучне покриття, яке з'єднує тепловий бар'єрний шар з підкладкою Сполучний шар містить штерметалеву сполуку алюмініду, зокрема, алюмініду нікелю або алюмініду платини Сполучний шар також має тонкий шар оксиду алюмінію, який призначений для закріплення теплового бар'єрного шару У патенті США №5262245 (FUJI Xerox Co , Ltd , Tokyo, Japan) November 16, 1993, який був виданий на ім'я Улюна (Uhon) та інших, описується результат зусиль, спрямованих на спрощення систем покриття, які мають теплові бар'єрні шари на деталях газової турбіни, шляхом усунення сполучного шару, що повинен бути нанесений під тепловим бар'єрним шаром 3 цією метою, описується склад суперсплаву, який може використовуватися для створення підкладки деталі газової турбіни та на ЗОВНІШНІЙ поверхні якого при ВІДПОВІДНІЙ обробці з'являється шар оксиду алюмінію Цей шар оксиду алюмінію використовується для закріплення керамічного теплового бар'єрного шару безпосередньо на підкладці, усуваючи необхідність у спеціальному сполучному шарі, який потрібно наносити між основою та тепловим бар'єрним шаром У самих широких межах суперсплав містить, як вказано у масових частках % 3-12Сг, З- 10W, 6-12Та, 4 - 7АІ, 0-15Со, 0 ЗМо, 0 - 15Re, 0 - 0,0020В, 0 - 0.045С, 0 - 0,8Hf, 0 2Nb, 0 - 1V, 0 - 0,01Zr, 0 - 0,07Ti, 0 - 10 благородних металів, 0 - 0,1 рідкісноземельних металів, включаючи Sc та Y, залишок Ni У патенті США №5087477 (United Technotogies Corporation, Hartford, Conn) February 11, 1992, який був виданий на ім'я Гігпнса-молодшого (Giggmgs, Jr) та інших, описується спосіб нанесення керамічного теплового бар'єрного шару на деталь газової турбіни за допомогою процесу фізичного осадження із парової фази, який полягає у випаровуванні сполук, що створюють тепловий бар'єрний шар, використовуючи електронний промінь та створюючи на деталі атмосферу, яка має керований вміст кисню, щоб отримати тепловий бар'єрний шар У патентах США №№5154885, 5268238, 5273712 та 5401307, які були видані на ім'я Чеха (Czech) та інших, описуються передові системи покриття для деталей газової турбіни, які містять захисні покриття із сплавів MCrAlY Описані сплави MCrAlY мають ретельно збалансовані склади, які забезпечують виключно гарну сумісність з суперсплавами, що використовуються для підкладок Основу сплавів MCrAlY складають нікель та/або кобальт Також обговорюється добавлення інших елементів, зокрема, кремнію та ренію Вказується, зокрема, що реній є добавкою, якій надають перевагу Усі описані сплави MCrAlY також є дуже придатними для нанесення у якості сполучних шарів, які закріплюють теплові бар'єрні шари, особливо у контексті описуваного нижче винаходу У вищезгаданому патенті США №5401307 також міститься огляд суперсплавів, які вважаються придатними для створення деталей газової турбіни, що піддаються високим механічним та тепловим навантаженням під час роботи Зокрема, наводяться чотири класи суперсплавів ВІДПОВІДНІ суперсплави містять, у масових долях % 1 0,03 - 0.05С, 18 - 19Сг, 12 - 15Со, 3 - 6Мо, 1 1.5W, 2 - 2.5АІ, 3 - 5Ті, ДОВІЛЬНІ незначні добавки Та, Nb, В та/або Zr, решта Ni 2 0,1 - 0.15С, 18 - 22Сг, 18 - 19Со, 0 - 2W, 0 4Мо, 0 - 1,5Та, 0 - 1Nb, 1 - ЗАІ, 2 - 4Ті, 0 - 0,75Hf, ДОВІЛЬНІ незначні добавки В та/або Zr, решта Ni 3 0,07-0,1С, 12-16СГ, 8-ЮСо, 1,5 - 2Мо, 2,5 -4W, 1,5-5Та, 0-1Nb, 3 - 4АІ, 3,5 - 5Ті, 0-0,1Zr, 0 -1 Hf, ДОВІЛЬНІ незначні добавки В, решта Ni 4 Приблизно 0.25С, 24 - ЗОСг, 10 - 11Ni, 7 8W, 0 - 4Та, 0 - О.ЗАІ, 0 - О.ЗТі, 0 - 0,6Zr, ДОВІЛЬНІ незначні добавки В, решта кобальт У патентах США №4055705, який був виданий на ім'я Стекура (Stecura)Ta інших, №4321310, який був виданий на ім'я Улюна (Ution) та інших, та №4321311 В32ВЗЗ/00, March 23, 1982, який був виданий на ім'я Стренгмана (Strangman) і який розглядається як найближчий аналог, описуються системи покриття для деталей газової турбіни, виготовлених із суперсплавів на основі нікелю або кобальту Описана система покриття складається з теплового бар'єрного шару, який містить кераміку, що має, зокрема, стовпчасту зернисту структуру, нанесену на сполучний шар або сполучне покриття, яке у свою чергу нанесене на підкладку та з'єднує тепловий бар'єрний шар з нею Сполучний шар виготовлений із сплаву типу MCrAlY, а саме із 46760 сплаву на основі хрому, алюмінію та такого рідкісльки майже усі сполуки оксиду цирконію залежать ноземельного металу, як ітрій, який містить привід деяких інгредієнтів, які визначають та стабілінаймні залізо або кобальт, або нікель Інші елемезують їхні специфічні властивості Дія таких інгренти також можуть бути присутні у сплаві MCrAlY, дієнтів, мабуть, передається ХІМІЧНИМИ елементаприклади даються нижче Важливою особливістю ми, які мігрують у сполуки в результаті дифузії або сполучного шару є наявність на сплаві MCrAlY якого-небудь іншого ХІМІЧНОГО явища тонкого шару, який використовується для закріпДля того щоб тепловий бар'єрний шар, нанелення теплового бар'єрного шару У якості вказасений на підкладку, яка містить дифузійне активні ного шару може бути оксид алюмінію або оксид ХІМІЧНІ елементи, зберігав свої головні властивості алюмінію, змішаний з оксидом хрому, у залежності на протязі необхідного періоду часу, матеріал не від складу сплаву MCrAlY та температури атмосповинен дозволяти міграцію дифузійне активних фери окислення, у якій створено шар ВрештіХІМІЧНИХ елементів утепловий бар'єрний шар решт, шар оксиду алюмінію може бути створений Одначе на цей аспект ще не звернули увагу ті, навмисне за допомогою окремого процесу нанехто працює у цій галузі техніки До цього часу, для сення покриття, який є подібним процесу осазакріплювання теплового бар'єрного шару на осдження із парової фази (PVD) нові із суперсплаву використовували тільки оксидні плівки, незважаючи на те, що вони пропускали Інформацію відносно змінених сполук оксиду ХІМІЧНІ елементи, які дифундують у тепловий баалюмінію, зокрема, сполук оксиду алюмінію, легор'єрний шар ваних азотом, можна одержати із статті винахідника, яка називається «Удосконалення покриттів для У ВІДПОВІДНОСТІ з викладеним, ціллю винаходу високотемпературних застосувань у теплових має створення деталі із суперсплаву, що має систешинах» (Schichtentwicklungen fur му захисного покриття, яка не має вказаних вище Hochtemperaturanwendungen in thermischen недоліків, властивих відомим пристроям такого Maschmen) та виданій у публікації «Проміжні звіти загального типу, та зводить до мінімуму або відвеVDI, серія №5» (Fortschritts-Benchte VDI, Reiche 5) ртає пропускання елементів, які дифундують че№345, VDI-Verlag, Дюссельдорф, Німеччина, 1994 рез шар закріплення у тепловий бар'єрний шар, рік У цій статті також міститься інформація про завдяки ВІДПОВІДНІЙ ЗМІНІ шару закріплення способи нанесення таких сполук оксиду алюмінію З урахуванням викладеної вище та інших ціу вигляді шарів лей пропонується, згідно з винаходом, виготовлення деталі із суперсплаву з системою захисного Додаткова інформація про змінені сполуки окпокриття, яка містить сиду алюмінію можна одержати із статті Л Пейхла (L Peichi) та Д Беттріджа (D Bettndge), яка має підкладку, виготовлену із суперсплаву на осназву «Накладені та дифундовані покриття для нові нікелю або кобальту, аерогазових турбін» та міститься у книзі під напроміжний шар, нанесений на підкладку, який звою «Матеріали для передової енергетики Часмістить, щонайменше, шар закріплення, тина перша», яка була видана Д Кутсурадісом (D керамічне покриття, нанесене на вказаному Coutsouradis) та іншими, видавництво Kluwer шарі закріплення, яке містить окисну сполуку, яка Academic Publishers, Дордрехт, Нідерланди, 1994 відрізняється тим, що проміжний шар містить нерік, сторінки 717 - 740, а також із статті О Кнотека обов'язково сполучний шар, який розміщений між (О Knotek), Е Лутшайдера (Е Lugscheider), Ф підкладкою та шаром закріплення, і тим, що шар Леффлера (F Loffler) та В Беелє (V Вееіе), яка закріплення легований азотом із забезпеченням була опублікована у журналі «Surface and Coating непроникності шару закріплення для дифундуючих Techniques», том 68/69 (1994 рік), сторінки 22 - 26 атомів Стандартна практика нанесення теплового Згідно З ознакою винаходу, якій надається пебар'єрного шару на підкладку виготовлюваного ревага, окисна сполука містить оксид алюмінію виробу включає створення оксидної плівки на вита/або оксид хрому Зокрема, окисна сполука місробі шляхом нанесення ВІДПОВІДНОГО сполучного тить оксид алюмінію шару на виріб, який створює оксидну плівку на Згідно З додатковою ознакою винаходу деталь його поверхні в умовах окислення, або шляхом містить дифузійне активний ХІМІЧНИЙ елемент, повибору для виробу, який може самостійно створикритий шаром закріплення Дифузійне активний ти оксидну плівку на його поверхні Ця оксидна ХІМІЧНИЙ елемент, здебільшого являє собою елеплівка використовується для закріплення тепловомент, який вибирається із групи, що складається з го бар'єрного шару, який наноситься пізніше гафнію, титану, вольфраму та кремнію Зокрема, дифузійне активний елемент знаходиться у підПід час теплового навантаження у виробі відкладці або у нанесеному на підкладку сполучному буваються дифузійні процеси Зокрема, дифузійне шарі активні ХІМІЧНІ елементи, наприклад гафній, вольфрам та кремній, які є компонентами більшості Згідно З ІНШОЮ ознакою винаходу керамічне суперсплавів, що використовуються для вказаних покриття включає ZrCb В іншому варіанті винаховиробів, можуть мігрувати через оксидну плівку в ду керамічне покриття містить по суті ZrCb та статепловий бар'єрний шар Дифузійне активні ХІМІЧНІ білізатор, вибраний із групи, яка складається з елементи можуть викликати пошкодження теплоY2O3, CeO2, LaO та МдО вого бар'єрного шару, змінюючи та, врешті-решт, У варіанті реалізації винаходу, якому надаєтьпогіршуючи його основні властивості Це віднося перевага, товщина шару закріплення становить ситься, зокрема, до теплового бар'єрного шару, менше, ніж Змкм який містить такі сполуки оксиду цирконію, як частЗгідно З іще однією ознакою винаходу шар заково стабілізовані сполуки оксиду цирконію, оскікріплення містить від 1 до 10 атомних % азоту, але 8 46760 перевагу надають вмісту від 2 до 5 атомних % дження із парової фази (PVD) Згідно З іще однією додатковою ознакою винаІнші ознаки, які вважаються характерними для ходу шар закріплення також легований іншим ХІМІвинаходу, викладені у формулі винаходу, що доЧНИМ елементом, причому цей елемент також подається критий шаром закріплення В одному варіанті Хоча винахід ілюструється та описується на реалізації винаходу цим ХІМІЧНИМ елементом є прикладі деталі із суперсплаву, яка має систему хром Зокрема, вказаний ХІМІЧНИЙ елемент знахозахисного покриття, ця деталь ні в якій мірі не обдиться у підкладці або сполучному шарі, який знамежує винахід, оскільки можуть бути зроблені різні ходиться на цій підкладці модифікації та внесені конструктивні зміни, які не виходять за межі суті та об'єму винаходу і знахоЗгідно З ІНШОЮ додатковою ознакою винаходу дяться у межах еквівалентів формули винаходу шар закріплення є легований іще одним ХІМІЧНИМ елементом і вказаний ХІМІЧНИЙ елемент також знаОдначе, суть винаходу разом з додатковими ходиться у керамічному покритті цілями та його переваги можна буде краще зрозуміти з наведеного нижче опису конкретного варіаЗгідно З іще однією ознакою винаходу на винту реалізації, який дається з посиланням на кресробі є сполучний шар, який знаходиться між підлення, що додаються На кресленнях кладкою та шаром закріплення У варіантах винаходу, яким надається переваФіг 1 - вид з частковим поперечним перерізом га, сполучний шар виготовлений із алюмініду мепідкладки, яка має систему захисного покриття, що талу або із сплаву MCrAlY включає нанесене на неї керамічне покриття, та Згідно З ІНШОЮ ознакою винаходу шар закріпФіг 2 - перспективний вид профільованої делення легований іще одним ХІМІЧНИМ елементом і талі газової турбіни, яка містить підкладку та сисцей елемент також знаходиться у сполучному шатему захисного покриття, що показана на фіг 1 Розглянемо тепер фігури більш докладно, і Рі спочатку, зокрема, фіг 1, на ній показана підкладка Згідно З додатковою ознакою винаходу підкла1 виготовленого виробу, зокрема, деталі газової дка, сполучний шар (якщо він є), шар закріплення турбіни, яка під час роботи піддається великому та керамічне покриття створюють деталь газової тепловому навантаженню та одночасному коротурбіни Зокрема, деталь газової турбіни являє зійному та ерозійному роз'їданню Підкладка 1 собою профільовану деталь газової турбіни, яка виготовлена із матеріалу, який може забезпечити містить опорну ділянку та профільовану ділянку, МІЦНІСТЬ та структурну СТІЙКІСТЬ ПІД час дії великого причому опорна ділянка може стало утримувати теплового навантаження і, врешті-решт, додаткодеталь під час роботи, профільована ділянка підвого механічного навантаження, яке викликається дається дії газового потоку, що проходить під час такими несприятливими силами, як відцентрові роботи вздовж деталі, а шар закріплення та керасили Матеріалом, який є добре відомим та викомічний шар знаходяться на профільованій ДІЛЯНЦІ ристовується для такої ЦІЛІ у двигуні газової турбіЗ урахуванням вказаних вище та інших передни, є суперсплав на основі нікелю або кобальту бачуваних цілей згідно з винаходом також пропонується, спосіб нанесення керамічного покриття на Щоб зменшити теплове навантаження, яке деталь, яка містить підкладку із суперсплаву на прикладається до підкладки 1, на неї наносять основі нікелю або кобальту Зокрема, підкладка тепловий бар'єрний шар 2 Цей шар 2 містить кеможе мати нанесений на неї сполучний шар, як раміку, яка має стовпчасту зернисту структуру, що, описано вище Спосіб полягає у виконанні таких як пояснювалося вище, містить, зокрема, стабіліоперацій зований або частково стабілізований оксид цирконію Тепловий бар'єрний шар 2 закріплений на нанесення шару закріплення, який містить підкладці 1 за допомогою проміжного шару З окисну сполуку, леговану азотом, на підкладку, що Проміжний шар 3 отримують шляхом нанесення виготовлена із суперсплаву на основі нікелю або на підкладку сполучного шару 4, який містить кобальту, та сплав MCrAlY, що є здебільшого сплавом, який нанесення керамічного покриття на шар закріописаний в одному із патентів США №5154885, плення 5268238, 5273712 та 5401307, та шляхом створенЗгідно З додатковим варіантом реалізації виня на сполучному шарі 4 шару закріплення 5, як находу операція нанесення шару закріплення вибуде пояснено нижче Сполучний шар 4 має деякі конується за допомогою фізичного осадження із СПІЛЬНІ функції зі сполучним шаром, який викориспарової фази Здебільшого вказане осадження із товується у відомих технічних рішеннях та має, парової фази включає розпилення або електрозокрема, міцне зчеплення з підкладкою 1 Шар нно-променеве напилення закріплення 5 призначений для закріплення тепЗгідно З іще одним варіантом реалізації виналового бар'єрного шару 2 Як сполучний шар 4, так ходу операція нанесення шару закріплення поляі шар закріплення 5 створюють проміжний шар З гає у нанесенні на підкладку шару, який містить інНа кресленні не передбачається показ товщишу окисну сполуку, що вільна від азоту, ни шарів 4 та 5 у масштабі, створенні атмосфери, яка містить азот навкотовщина шару закріплення 5 у ДІЙСНОСТІ може ло шару, та бути набагато меншою, ніж товщина сполучного шару 4 і вона становить, як вказувалося вище, створенні шару закріплення, піддаючи шар та усього лише декілька атомних шарів атмосферу дії підвищеної температури та дифузії азоту у шар Шар закріплення 5 містить окисну сполуку, а саме оксид алюмінію, легований азотом Вміст Керамічне покриття може також бути нанесене азоту не повинен бути дуже високим, і вміст азоту на систему за допомогою процесу фізичного оса 46760 10 тить азот, по суті містить аргон, кисень та азот при 2 повному тиску 10 -1 Па На фіг 2 показана уся деталь газової турбіни, а саме профільована деталь 6 газової турбіни, зокрема, лопатка турбіни Деталь 6 має профільовану ділянку 7, яка під час роботи є «активною частиною» двигуна газової турбіни, опорна ділянка 8, на якій деталь 6 тривало утримується під час роботи, та обмежувальну ділянку 9, яка разом із суміжними обмежувальними ділянками сусідніх деталей створює перепону, що не дозволяє газовому потоку відхилитися від траєкторії, по якій він переміщується вздовж профільованої ділянки під час роботи Переріз на фіг 1 виконано вздовж лінії І - І, яка показана на фіг 2 Повертаючись знову до фіг1, можна таким чином підсумувати нове поєднування шару закріплення 5 з тепловим бар'єрним шаром Оскільки шар закріплення 5 має високий вміст сполук, що містять метал та кисень, хімічна формула яких навряд чи може бути визначена у зв'язку зі спотворювальною дією також присутнього азоту, то це дійсно дуже сприяє закріпленню теплового бар'єрШар закріплення 5 може наноситися декільконого шару 2 Цей тепловий бар'єрний шар 2 може ма способами, зокрема, за допомогою процесу бути ВІДПОВІДНИМ чином нанесений на підкладку 1 фізичного осадження із парової фази (PVD), який відразу ж після нанесення шару закріплення 5 і, схожий з процесом PVD з електронним променем, зокрема, на тому ж самому пристрої та за допомоіонною металізацією розбризкуванням та катодним гою максимально можливої КІЛЬКОСТІ установок, які дуговим осадженням - PVD, або тепловою обробвже використовувалися для нанесення шару закою шару окисної сполуки в атмосфері, яка містить кріплення 5 Поєднання шару закріплення 5 з тепазот Така теплова обробка здійснюється, зокреловим бар'єрним шаром 2, нанесеного таким чима, при температурі 700 - 1100°С Атмосфера, яка ном, має такі самі переваги, як і подібні поєднання містить азот, може також використовуватися для у відомих технічних рішеннях, та додатково забеззабезпечення азотом процесу PVD, який полягає у печує достатньо тривалий строк служби завдяки напилені потрібного металу та окисної сполуки із отриманню міграції дифузійне активних інгредієнВІДПОВІДНОГО джерела та добавленні азоту із вкатів утепловий бар'єрний шар 2 заної атмосфери Зокрема, атмосфера, яка міс у декілька атомних процентів вважається ефективним Результат легування шару закріплення 5 азотом базується на тому, що атоми азоту, розподілені у кристалах оксиду, які являють собою ІОННІ кристали, що містять позитивно заряджені іони 2 металу та іони О викликають нестійкість розподілення електричних зарядів в іонному кристалі і тим самим перешкоджають атомам дифундувати через іонний кристал Можна сказати, що добавлення незначної КІЛЬКОСТІ атомів, які істотно відрізняються від атомів або ВІДПОВІДНИХ ІОНІВ, спричиняє невпорядкованість кристалу та робить його непрозорим або непроникним для дифундуючих атомів, які більше не мають правильної моделі інгредієнтів, що є головним для легкого проникнення через кристал Додавання досить значної КІЛЬКОСТІ азоту, що набагато перевищує будь-яке додавання, яке могло б розглядатися як легування, могло б, звичайно, викликати перетворення структури кристалу оксиду у кристал, що містить правильну модель інгредієнтів металу, кисню та азоту Фіг. і 11 46760 12 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: C23C 28/00, C23C 14/02, C23C 14/08, C23C 28/04, C23C 14/06

Мітки: суперсплаву, деталь, захисного, спосіб, покриття, системою, нанесення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-46760-detal-iz-supersplavu-z-sistemoyu-zakhisnogo-pokrittya-i-sposib-jjogo-nanesennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Деталь із суперсплаву з системою захисного покриття і спосіб його нанесення</a>

Подібні патенти