Нанесення CVD покриттів на внутрішні поверхні охолоджуємих лопаток ГТД

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/2521-1943.2024.8.2(101).302763

Ключові слова:

охолоджуємі лопатки турбін ГТД, двокомпонентні хром-алюмінієві покриття, вакуум-плазмові покриття CVD

Анотація

Вивчена можливість нанесення Мо і Cr покриттів CVD-методом на внутрішні поверхні трубчастих виробів Ø ˂ 60 мм.
Розроблений процес нанесення Мо і Cr покриттів методом газофазного осадження.
Визначено області параметрів отримання покриттів з рівномірною структурою, швидкістю, твердістю, а також закономірності зміни цих характеристик при зміні основних параметрів процесу отримання таких покриттів.
Відпрацьовані технологічні процеси нанесення металевих Мо і Cr CVD покриттів можуть бути базою для розробки дослідних технологій нанесення функціональних покриттів на прецизійні деталі з внутрішніми трубчастими поверхнями малого діаметру в машинобудуванні та авіаційної промисловості.
Розроблено контрольований процес нанесення двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів методом газофазного осадження з використанням органічних та металорганічних речовин. Проведено оптимізацію процесів нанесення якісних двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів на дослідних макетних зразках внутрішніх порожнин охолоджуємих робочих лопаток турбін.
Проведені дослідження виявляють характеристики двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів, співставні з характеристиками покриттів, які використовують у виробництві, при цьому забезпечується хороша якість покриттів у відношенні міцності зчеплення з матеріалом турбінної лопатки. Відтворюваність одержаних покриттів дозволяє у перспективі відпрацьовувати дослідні технології для виробництва.
Менша  токсичність використовуємих прекурсорів дозволяє створити екологічно безпечну технологію і суттєво зменшити екологічні проблеми у виробництві при нанесенні двокомпонентних хром-алюмінієвих покриттів на внутрішні порожнини охолоджуємих робочих лопаток турбін.

Посилання

  1. Y. Eliseev, "Perspective technologies of production of GTE blades", Engines, no. 5 (17), p. 4, 2001.
  2. Joseph D. Rigney, Ramgopal Darolia, William S. Walston and Reed R. Corderman, Nickel aluminide coating and coating systems formed therewith. Pat. US6153313A, published 28.11.2000, General Electric Company, Cincinnati, OH.
  3. V. E. Ivanov, E. P. Nechiporenko, V. M. Krivoruchko and V. V. Sagalovich, Crystallisation of refractory metals from the gas phase, Moscow, Atomizdat, 1974.
  4. K. Powell, J. Oxley and J. Blocher Jr., Deposition from the gas phase. Moscow, Atomizdat, 1970.
  5. A. Douard, F. Maury, J.B. Jorcin, N. Pebere, J.P. Bonino and H. Glénat, "Reactivity of Cr(CO)6 in atmospheric pressure CVD processes for the growth of various metallurgical coatings", Rev. Adv. Mater. Sci., vol. 15, pp. 24–32, 2007. https://www.researchgate.net/publication/27813756_Reactivity_of_CrCO6_in_atmospheric_pressure_CVD_processes_for_the_growth_of_various_metallurgical_coatings
  6. Bhupendra K. Gupta, Nripendra Nath Das, David Dye and Robert G. Zimmerman, Jr., Method of coating gas turbine components. Pat US7838070B2, published 23.11.10, General Electric Company, Cincinnati, OH.
  7. Horst Pillhoefer, Heinrich Walter, Markus Niedermeier and Joern Kohlscheen, Coating for gas turbine components, and method and device for providing a coating. Patent US2010/0098971A1, published 22.04.2010.
  8. Method of applying protective coating on gas turbine blades. Pat RU2171315С2, published 27.07.2001.
  9. A. V. Boguslaev and V. V. Murashko, "Gas-circulation coating of turbine blades of gas turbine engines", Vestnik propelstroeniya, no. 4, pp. 73–75, 2006. https://www.academia.edu/45181901/RU133128U
  10. V. Popov, A. Sagalovych and V. Sagalovych, Improving the performance, reliability and service life of aviation technology products based on the innovative vacuum-plasma nanotechnologies for application of avinit functional coatings and surfaces modification. Tallinn: Scientific Route OÜ, 2020, 114 p. DOI: https://doi.org/10.21303/978-9916-9516-1-3.
  11. A. Sagalovych, V. Sagalovych, V. Popov and S. Dudnik, Vacuum-plasma multilayer protective coatings for turbine blades. Tallinn: Scientific Route OÜ, 2021, 104 p. DOI: https://doi.org/10.21303/978-9916-9516-5-1.
  12. V. V. Popov, O. V. Sagalovych and V. V. Sagalovych, Vacuum-plasma nanotechnologies Avinit. JSC "FED" Kharkiv, JSC "MOTOR SICH" Zaporizhzhia, 2020, 241 p.
  13. A. Sagalovych, V. Sagalovych, V. Popov, S. Dudnik and А. Olijnyk, Avinit vacuum-plasma technologies in transport machine building. Tallinn: Scientific Route OÜ, 2021, 184 p. DOI: https://doi.org/10.21303/978-9916-9516-7-5.
  14. O.V. Sagalovich, O.V. Kononikhin, V.V. Popov, C. F. Dudnik and V. V. Sahalovych, "Avinit installation for application of multilayer functional coatings", Physical Surface Engineering, vol. 8 (4), pp. 336–347, 2010.
  15. O.V. Sagalovych, O.V. Grigoriev, O.V. Kononikhin et al., Method for application of two-component chromium-aluminum coating on the inner cavities of the cooled working blades of the gas turbines, Pat. UA71888U of 25.07.12. https://uapatents.com/6-71888-sposib-nanesennya-dvokomponentnikh-khrom-alyuminiehvikh-pokrittiv-na-vnutrishni-porozhnini-okholodzhuvanikh-robochikh-lopatok-gazovikh-turbin.html.
  16. O.V. Sagalovych, O.V. Hryhoriev, O.V. Kononykhin et al., Device for Coating application on the details of gas turbine, Pat. UA71889U of 25.07.12. https://uapatents.com/6-71889-pristrijj-dlya-nanesennya-pokrittya-na-detali-gazovo-turbini.html.
  17. O.V. Sagalovych, O.V. Hryhoriev, O.V. Kononykhin et al., Method for application of two-component chromium-aluminum coatings on the internal cavities of cooled working blades of gas turbines and device for the method realization, Pat. UA101764C2 of 25.04.13. https://uapatents.com/8-101764-sposib-nanesennya-dvokomponentnikh-khromoalyuminiehvikh-pokrittiv-na-vnutrishni-porozhnini-okholodzhuvanikh-robochikh-lopatok-gazovikh-turbin-ta-pristrijj-dlya-realizaci-sposobu.html https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1276148/.
  18. A. Sagalovych, V. Popov, V. Sagalovych, S. Dudnik and R. Popenchuk, "Development of the chemical vapor deposition process for applying molybdenum coatings on the components in assembly and engine construction", Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 2, no. 12 (104), pp. 6–15, 2020. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201540.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-10

Як цитувати

[1]
О. Сагалович, В. Попов, і В. Сагалович, «Нанесення CVD покриттів на внутрішні поверхні охолоджуємих лопаток ГТД», Mech. Adv. Technol., т. 8, вип. 2(101), с. 130–140, Чер 2024.

Номер

Том 8 № 2(101) (2024)

Розділ

Авіакосмічні системи та технології

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Олексій Сагалович, Віктор Попов, Владислав Сагалович

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.