Способ защиты стальных деталей машин от солевой коррозии
Способ защиты стальных деталей машин от солевой коррозии включает последовательное осаждение в вакууме на поверхность пера первого слоя конденсированного покрытия толщиной 6-25 мкм из сплава на основе никеля, содержащего, мас.%: 16-28 хрома, 16-30 кобальта, 8 -13,5 алюминия, 0,05 - 0,6 иттрия, никель - остальное, последующее осаждение второго слоя покрытия толщиной 4-12 мкм из сплава на основе алюминия, содержащего, мас.%: 4-12 кремния, 5-15 кобальта, 0,1 -0,6 иттрия, алюминий - остальное, и термообработку детали с покрытием на воздухе или в вакууме при 580 - 620°С в течение 4 - 6 ч, что позволяет повысить стойкость стальных деталей машин к солевой коррозии при температурах до 700°С и снизить трудоемкость получения защитного покрытия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может использоваться в авиационном и энергетическом турбиностроении для защиты пера лопаток компрессора от солевой коррозии при температурах до 700oC.
В промышленности известен способ получения металлостеклокерамического покрытия Дифа-СФ на стальных лопатках компрессора насыщением поверхности лопатки алюминием в порошковой смеси, состоящей из активатора и мелкодисперсной алюминиевой пудры, и последующим многослойным нанесением внешнего силикофосфатного слоя и термической обработки /1/. Недостатком известного способа является большая трудоемкость получения покрытия (~ 48 часов) и необходимость проведения длительного диффузионного насыщения в смесях, содержащих мелкодисперсный и взрывоопасный порошок из алюминия, что ограничивает, а в ряде случае сдерживает применение известного способа в промышленности. Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ согласно патенту /2/, включающий последовательное осаждение в вакууме на поверхности пера лопатки первого конденсированного покрытия из сплава на основе никеля, содержащего хром, алюминий, иттрий, последующее осаждение второго слоя из сплава на основе алюминия и вакуумный отжиг, в котором осаждение первого слоя покрытия производят из никелевого сплава, дополнительно легированного танталом при следующем соотношении исходных компонентов (мас.%): хром - 16 - 18 алюминий - 10 - 13,5 тантал - 1,5 - 4,5 иттрий - 0,1 - 0,8 никель - остальное. Недостатком известного способа является недостаточно высокая стойкость покрытия у солевой коррозии при температурах до 700oC и высокая трудоемкость. Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ защиты стальных изделий от солевой коррозии, преимущественно лопаток компрессоров газотурбинных двигателей, включающий последовательное осаждение в вакууме первого слоя покрытия из сплава MeCOCrAlV, где Me - Cr, Ni и/или Co с содержанием алюминия от 5 до 13% и толщиной 15 - 30 мкм, затем нанесение второго слоя из сплава на основе алюминия, содержащего никель и иттрий, толщиной 20 - 40 мкм, термообработку детали с покрытием и нанесение керамического слоя /3/. Технической задачей настоящего изобретения является повышение стойкости покрытия к солевой коррозии при температурах до 700oC и снижение трудоемкости процесса его получения. Это достигается тем, что в способе защиты стальных деталей машин от солевой коррозии, преимущественно лопаток компрессора газотурбинных двигателей, включающем последовательное осаждение в вакууме на поверхности пера лопатки первого слоя конденсированного покрытия из сплава на основе никеля, содержащего хром, алюминий, иттрий, последующее осаждение второго слоя на основе алюминия и термообработку детали с покрытием, осаждение первого слоя покрытия производят из сплава на основе никеля, дополнительно содержащего кобальт, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 16 - 28, кобальт 16 - 30, алюминий 8 - 13,5, иттрий 0,05 - 0,6, никель остальное, а осаждение второго слоя покрытия производят из сплава на основе алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремний 4 - 12, кобальт 5 - 15, натрий 0,1 - 0,6, алюминий остальное. Термообработку детали с покрытием проводят на воздухе или в вакууме при 580 - 620oC в течение 4 - 6 часов. Толщина первого слоя составляет 6 - 25 мкм, а толщина второго слоя составляет 4 - 12 мкм. Использование в качестве первого слоя покрытия сплава на основе никеля, дополнительно содержащего кобальт, а в качестве второго слоя покрытия алюминиевого сплава, содержащего кремний, иттрий и кобальт, при приведенном выше соотношении компонентов и последующая термообработка покрытия, проводимая в твердой фазе без оплавления сплава на основе алюминия, приводит к образованию во внешнем слое покрытия фаз на основе Ni-Al, Co-Al, Cr-Si и выделению избытка хрома в виде фазы![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/963.gif)
Формула изобретения
1. Способ защиты стальных деталей машин от солевой коррозии, преимущественно лопаток компрессоров газотурбинных двигателей, включающий последовательное осаждение в вакууме первого слоя покрытия из сплава на основе никеля, содержащего хром, кобальт, алюминий, иттрий, последующее осаждение второго слоя из сплава на основе алюминия, содержащего иттрий, и термообработку детали с покрытием, отличающийся тем, что осаждение на поверхности пера лопатки первого слоя конденсированного покрытия производят из сплава на основе никеля, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас.%: хром 16 - 28, кобальт 16 - 30, алюминий 8 - 13,5, иттрий 0,05 - 0,6, никель - остальное, а осаждение второго слоя покрытия производят из сплава на основе алюминия, дополнительно содержащего кремний и кобальт, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кремний 4 - 12, кобальт 5 - 15, иттрий 0,1 - 0,6, алюминий - остальное. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку детали с покрытием проводят на воздухе или в вакууме при 580 - 620oС в течение 4 - 6 ч. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что толщина первого слоя составляет 6 - 25 мкм, а толщина второго слоя составляет 4 - 12 мкм.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2