Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2014

Розмір шрифту: 
ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ОТРИМАННЯ ТЕПЛОЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ
С.В. Жук, О.О. Капусняк, А.І. Стецик

Остання редакція: 2016-03-03

Тези доповіді


Методи нанесення захисних покриттів на жаростійкі сплави поділяються на дві основні групи: термодифузійні та бездифузійні. Термодифузійні основані на процесах, які призводять до зміни фазового складу і структури поверхневого шару жароміцних сплавів у результаті його контакту і активної взаємодії з легувальною хімічною речовиною. Бездифузійні способи нанесення зовнішніх покриттів засновані на процесах, при яких формування зовнішнього захисного шару на поверхні жаростійкого сплаву супроводжується слабкою взаємною дифузією елементів, яка необхідна лише для забезпечення адгезії.     Термодифузійні способи нанесення металічного зв’язувального шару включають насичення поверхні із рідкої (шлікерний метод) чи твердої (метод насичення із засипок) фази. Метод дифузійного насичення із засипок являє собою різновид процесу осадження із парової фази, при якому деталь, яку обробляють, поміщають в контейнер із сумішшю порошків реагентів, які виробляють пару необхідного складу. Реакція управляється концентраціями складових засипки і температурою, морфологія покриття визначається часом витримки при заданій температурі і подальшою термічною обробкою деталі з нанесенням покриття.     При хімічному осаджені із парової фази в камеру із зразками вводять створену на незалежній стадії процесу пару заданого складу, яка взаємодіє з поверхнею деталі. Основною перевагою даного методу є те, що він дозволяє наносити покриття на внутрішні стінки поверхні та гнучкість управління, яка дозволяє формувати парову фазу потрібного складу.     Бездифузійні способи нанесення внутрішніх (оверлійних)  покриттів  відрізняються від дифузійних тим, що не потребують формування дифузійної зони на границі розділу з підкладкою для отримання покриттів необхідного складу і структури. Покриття наносяться будь-яким із методів, при яких взаємна дифузія елементів необхідна лише для забезпечення адгезії з підкладкою. Для нанесення таких покриттів найбільш розповсюджені вакуумні технології (електронно-променеве випаровування) і газотермічне напилювання.      До газотермічних методів нанесення жаростійких і теплозахисних покриттів відносяться плазмове, високошвидкісне газополум’яне і детонаційне напилення. Процес плазмового напилення полягає у інжекції матеріалу покриття, зазвичай у вигляді порошку заданого складу, у високотемпературний газовий потік, який створюється в плазмовій гарматі. В цьому потоці частинки порошку плавляться і розганяються по напрямку до підкладки. Розплавлена металева крапля деформується при ударі в підкладку і розтікається по поверхні, що забезпечує формування шароподібної структури напиленого шару.     Для сучасних металічних зв’язувальних покриттів, до складу яких входять хімічно активні елементи, такі як алюміній і хром, технологія плазмового напилення при низькому тиску оточуючого середовища дозволяє звести до мінімуму утворення оксидних дефектів у структурі осаджених шарів. Перевага такого процесу полягає також в більш високих швидкостях частинок порошків, які напилюються.     Головним недоліком процесів газотермічного напилення і вакуумної технології у порівнянні з дифузійними методами є те, що покриття не можна наносити на внутрішні поверхні лопаток, які охолоджуються. Взагалі, ні один із відомих бездифузійних методів не може бути використаний для осадження захисних покриттів на внутрішні канали деталі. В такому випадку для забезпечення повного захисту деталі застосовують гібридні покриття, які складаються із оверлійних шарів на зовнішніх поверхнях деталі і алюмінідних, які наносяться з парової фази, – на внутрішніх. Такі покриття складаються із двох чи більше шарів різного складу, які наносяться одним і тим же чи різними методами.

Праці конференції зараз недоступні.