Усовершенствование технологии нанесения теплозащитного покрытия на лопатки турбины

1 / 9

128 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 5
УДК 621.793 DOI: 10.18698/0236-3941-2016-5-128-136
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ
ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ
Б.М. Захаров1
И.А. Буреев2
1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
2 ВНИИВВиМ Россельхозакадемии, г. Покров, Владимирская обл.,
Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Рассмотрена кристаллизация расплава в свободном и
ограниченном объемах. Выполнен анализ формирова-
ния теплозащитных покрытий, полученных плазмен-
ным и электронно-лучевым способами. Предложена
эффективная технология нанесения покрытий со
столбчатой структурой в камере с пониженным давле-
нием
Теплозащита, электронно-
лучевое нанесение покрытий,
АSPS-процесс
Поступила в редакцию 23.04.2015
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
Структура теплозащитных газотермических плазменных покрытий, образован-
ная из расплавленных керамических частиц, представляет собой слоистый ма-
териал, сформированный из деформированных частиц (ламелей) толщиной в
несколько микрон. Такая ламельная структура имеет термостойкость значи-
тельно меньше, чем столбчатая структура, полученная при электронно-лучевом
осаждении из паровой фазы в вакууме. Канадскими учеными было получено
столбчатое теплозащитное покрытие (ТЗП) по плазменной технологии из сус-
пензий, представляющих собой наноразмерные порошки в жидком носителе.
При напылении порошки переходят в парообразное состояние и оседают на
подложке в виде столбчатой структуры типа «брокколи». Такие покрытия зна-
чительно дешевле электронно-лучевых. Приведенные в литературе данные не
позволяют воспроизвести эту технологию.
В настоящей статье предложено в качестве элементов новой технологии
использовать опыт отечественных ученых и создать на основе их исследований
более производительную установку.
Кристаллизация расплава. Нитевидные кристаллы растут из жидкой капли
расплава на конце кристалла (рис. 1).
Кристаллизатор высокочастотной печи «Кристалл-401 фианит» (5,28 МГц,
90 кВт) представляет собой чашу, выполненную из трубок индуктора. В эту ча-
шу засыпается керамический материал (ZrO2–Y2O3). В центре чаши устанавли-
вается «затравка» из металлического циркония. При пуске высокочастотной
печи сначала расплавляется и окисляется затравка, образуя жидкую фазу, про-
водящую электрический ток. По мере нагрева жидкая фаза заполняет почти