RU2116378C1 - Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана - Google Patents
Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116378C1 RU2116378C1 RU96117072A RU96117072A RU2116378C1 RU 2116378 C1 RU2116378 C1 RU 2116378C1 RU 96117072 A RU96117072 A RU 96117072A RU 96117072 A RU96117072 A RU 96117072A RU 2116378 C1 RU2116378 C1 RU 2116378C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- carried out
- modifying
- surface layers
- details
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Сущность изобретения заключается в том, что для очистки используют ионы инертных газов аргона и ксенона, обработку осуществляют с энергией 250 - 350 эВ, плотностью тока 3 - 10 мА/см2, в течение времени более 3000 с, затем проводят ионное легирование азотом с энергией 30 - 50 кэВ, плотностью ионного тока 30 - 60 мкА/см2 в течение 500 - 2500 с в сочетании с вакуумным отжигом при температуре 450 - 550oC и давлении остаточных газов 10-3-5•10-3 Па в течение 2 - 2,5 ч. 1 табл.
Description
Изобретение относится к неметаллической поверхностной обработке деталей из сплавов титана, используемых в машиностроении, авиадвигателестроении, судостроении и т. п. с целью повышения их эксплуатационных свойств при ремонте поверхностных слоев деталей, предварительно подвергнутых ионной имплантации.
Известен способ подготовки металлических поверхностей перед нанесением полимерных покрытий, включающий ионную очистку поверхности изделия потоком ионов плазмы инертного газа и осаждения в том же технологическом процессе слоя титана [1].
Кроме того, известен способ восстановления рабочей поверхности лопатки турбины теплового двигателя, включающий удаление отработанного слоя потоком ионов плазмы тугоплавких материалов и нанесение жаростойкого покрытия с последующей термообработкой [2].
Недостатки аналогов. При ионной очистке поверхности потоком ионов плазмы инертного газа в технологическом процессе не предусмотрено последующее ионно-имплантационное модифицирование, тем самым затруднено обеспечение комплекса необходимых эксплуатационных характеристик (выносливости, длительной прочности) деталей из сплавов на основе титана.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ модификации поверхности жаропрочных сплавов, включающий ионную очистку поверхности пучком ионов азота, ионную имплантацию и стабилизирующий отжиг [3].
Недостатки прототипа. При ионно-лучевой очистке пучком ионов азота велика длительность процесса в случае необходимости удаления слоев толщиной 1 мкм и более. Обработка ведется как самостоятельный способ упрочнения. Не решаются вопросы ремонта уже созданных данных способом слоев.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эксплуатационных свойств лопаток и ускорение процесса очистки в цикле ионно-лучевых обработок за счет ионно-плазменного распыления поверхностных слоев потоком ионов из плазмы инертных газов.
Поставленная задача достигается тем, что в цикле непрерывных ионно-лучевых обработок, включающих в себя ионную очистку, ионную имплантацию и последующий вакуумный отжиг, очистку производят на плазматроне ионами инертных газов (аргон или ксенон) с энергией E = 250 - 350 эВ, плотностью тока j = 3 - 10 мА/см2, время обработки t = 3000 - 7000 с. Ионно-плазменная очистка совмещена в едином процессе с ионной имплантацией. Не вынимая детали из рабочей камеры, производят последующее ионное легирование азотом с энергией E = 30 - 50 кэВ плотностью тока j = 40 - 50 мкА/см2, временем обработки 500 - 2500 с. Затем производят постимплантационную термообработку при 450 - 550oC в течение 2 - 2,5 ч в вакууме при давлении остаточных газов 10-3 - 5 • 10-3 Па. В результате ионно-плазменной очистки с поверхности материала удаляются дефектные отработанные слои толщиной более 1 мкм. Скорость очистки по сравнению с прототипом возрастает на порядок. Цикл непрерывных ионно-лучевых обработок позволяет сформировать поверхностные слои, обеспечивающие повышение выносливости и длительной прочности.
Пример конкретного выполнения способа. Лопатки компрессора ГТД изготовленные из сплавов ВТ18-У и ВТ9, подвергнутые ионно-имплантационному модифицированию азотом на стадии окончательной обработки и наработке в составе реального двигателя, затем подвергались ионно-лучевой и ионно-плазменной очистке ионами аргона с целью распыления поверхностных слоев толщиной более 1 мкм, далее осуществлялась ионная имплантация азота и постимплантационный вакуумный отжиг. Режимы приведены в таблице. Испытания выносливости показали увеличение предела выносливости по сравнению с лопатками, отремонтированными по серийной технологии на 15,5%.
Итак, изобретение позволяет уменьшить время очистки дефектных отработанных слоев в цикле непрерывных лучевых обработок на стадии ремонта и улучшить эксплуатационные характеристики деталей, подвергнутых предварительному ионно-имплантационному модифицированию и наработке в составе реальных изделий.
Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1818357, кл. C 23 C 14/02, 1993
2. Авт. свид. СССР N 1832132, кл. C 23 C 14/02, 1993
3. Патент России N 20007501, кл. C 23 C 14/48, 1994В
1. Авт. свид. СССР N 1818357, кл. C 23 C 14/02, 1993
2. Авт. свид. СССР N 1832132, кл. C 23 C 14/02, 1993
3. Патент России N 20007501, кл. C 23 C 14/48, 1994В
Claims (1)
- Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана, включающий ионную очистку поверхности, ионное легирование азотом и отжиг в вакууме, отличающийся тем, что очистку осуществляют ионами инертных газов аргона или ксенона с энергией 250 - 350 кВ, плотностью ионного тока 3 - 10 мА/см2, в течение времени более 3000 с, ионное легирование азотом проводят с энергией 30 - 50 мкА/см2, в течение 500 - 2500 с, а отжиг проводят при температуре 450 - 550oC и давлении остаточных газов 10-3 - 5 • 10-3 Па в течение 2 - 2,5 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117072A RU2116378C1 (ru) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117072A RU2116378C1 (ru) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2116378C1 true RU2116378C1 (ru) | 1998-07-27 |
RU96117072A RU96117072A (ru) | 1998-11-27 |
Family
ID=20184773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96117072A RU2116378C1 (ru) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2116378C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464355C1 (ru) * | 2011-04-19 | 2012-10-20 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Способ упрочнения поверхности изделий из титановых сплавов |
RU2479667C2 (ru) * | 2011-05-31 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ ионно-имплантационной обработки деталей из титановых сплавов |
RU2649928C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ упрочняющей обработки деталей из титановых сплавов с ультрамелкозернистой структурой |
RU2669136C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-10-08 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из высоколегированных сталей и сплавов на никелевой основе |
RU2680630C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-02-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ ионно-имплантационной обработки моноколеса компрессора с лопатками из титановых сплавов |
RU2682743C1 (ru) * | 2017-10-24 | 2019-03-21 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из титановых сплавов |
RU2682741C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-21 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток рабочего моноколеса компрессора из титановых сплавов |
RU2685890C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ упрочняющей обработки лопаток блиска из легированных сталей |
RU2702515C1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-10-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ упрочняющей обработки детали из сплава на никелевой основе (варианты) |
-
1996
- 1996-08-20 RU RU96117072A patent/RU2116378C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU, патент, 2007501Б С 23 С 14/48, 1994. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464355C1 (ru) * | 2011-04-19 | 2012-10-20 | Белорусский Государственный Университет (Бгу) | Способ упрочнения поверхности изделий из титановых сплавов |
RU2479667C2 (ru) * | 2011-05-31 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ ионно-имплантационной обработки деталей из титановых сплавов |
RU2649928C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ упрочняющей обработки деталей из титановых сплавов с ультрамелкозернистой структурой |
RU2669136C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-10-08 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из высоколегированных сталей и сплавов на никелевой основе |
RU2682743C1 (ru) * | 2017-10-24 | 2019-03-21 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из титановых сплавов |
RU2682741C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-21 | Научно-производственная Ассоциация "Технопарк авиационных технологий" (НПА "Технопарк АТ") | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток рабочего моноколеса компрессора из титановых сплавов |
RU2680630C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-02-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ ионно-имплантационной обработки моноколеса компрессора с лопатками из титановых сплавов |
RU2685890C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ упрочняющей обработки лопаток блиска из легированных сталей |
RU2702515C1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-10-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Способ упрочняющей обработки детали из сплава на никелевой основе (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2390578C2 (ru) | Способ получения эрозионно стойкого покрытия, содержащего нанослои, для лопаток турбомашин из титановых сплавов | |
RU2161661C1 (ru) | Способ нанесения износостойких покрытий и повышения долговечности деталей | |
RU2116378C1 (ru) | Способ модификации поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана | |
RU2479667C2 (ru) | Способ ионно-имплантационной обработки деталей из титановых сплавов | |
US5556713A (en) | Diffusion barrier for protective coatings | |
RU2308537C1 (ru) | Способ обработки поверхности металлического изделия | |
CN111378947B (zh) | 一种类金刚石薄膜的制备方法 | |
EP3168857B1 (en) | Covering material stripping method using ion irradiation | |
Shulov et al. | Application of high-current pulsed electron beams for the restoration of operational properties of the blades of gas-turbine engines | |
JPH01136962A (ja) | 被覆方法 | |
RU2132887C1 (ru) | Способ восстановления поверхностных слоев деталей из сплавов на основе титана при помощи цикла ионно-лучевых обработок | |
RU2409701C2 (ru) | Способ нанесения керамического покрытия | |
RU2165474C2 (ru) | Способ обработки поверхности металлических изделий | |
RU2682265C1 (ru) | Способ упрочнения лопаток моноколеса из титанового сплава | |
RU2566232C1 (ru) | Способ комбинированной ионно-плазменной обработки изделий из алюминиевых сплавов | |
JPWO2016163278A6 (ja) | イオン照射による被覆材の脱膜方法および脱膜装置 | |
RU2440877C2 (ru) | Способ восстановления пера лопатки турбомашины | |
RU2682743C1 (ru) | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из титановых сплавов | |
RU2570274C1 (ru) | Способ получения износостойкого высокотемпературного покрытия | |
RU2234556C2 (ru) | Способ обработки поверхности лопаток паровых турбин из титановых сплавов | |
RU2685919C1 (ru) | Способ получения многослойного защитного покрытия на лопатках моноколеса из титанового сплава от пылеобразной эрозиии | |
RU2445406C1 (ru) | Способ обработки поверхности изделия из титанового сплава | |
RU2669136C1 (ru) | Способ ионно-имплантационной обработки лопаток компрессора из высоколегированных сталей и сплавов на никелевой основе | |
RU2574542C1 (ru) | Способ получения упрочняющих многослойных покрытий | |
RU2164550C2 (ru) | Способ обработки поверхности изделия |