RU2694414C1 - Method for single-step diffusion cobalt alitizing of parts from heat-resistant alloys - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, in particular to chemical-thermal treatment, and can be used for protection of parts of gas turbine engine with inner cavities from salt corrosion. Method of single-step diffusion cobalt alitizing of parts from heat-resistant alloys involves stepwise heating of said parts to diffusion saturation temperature with holding at each heating stage in a circulating halide medium formed at contact of initial gas medium with sources of diffusing elements. Initial gaseous medium is generated by evaporating ammonium chloride and iodide while heating, ferrous aluminum and cobalt are used as diffusing elements, diffusion saturation is carried out in a mixture containing components at the following ratio, wt%: ferroaluminium 40–80, cobalt 9.6–19.2, nickel-yttrium 2.4–4.8, ammonium chloride 1.6–3.2, ammonium iodide 0.5–1.0 and aluminum oxide – the rest. At each heating stage diffusion exposure is carried out for 4–6 hours with uniform circulation of halogenide medium, wherein at the first heating stage the diffusion holding is carried out at temperature of 1,000±10 °C and pressure of 0.03–0.05 MPa, and at second step, temperature is increased to 1,050±10 °C, and pressure – up to 0.05–0.07 MPa.

EFFECT: broader possibilities of using cobalt alitizing and high efficiency thereof owing to stepwise variation of pressure during saturation, which provides a shift of the point of thermodynamic equilibrium of chemical saturation reactions towards cobalt Co or aluminum Al with simultaneous cobalt alitizing.

1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для защиты деталей газотурбинного двигателя с внутренними полостями от солевой коррозии.The present invention relates to metallurgy, in particular to chemical heat treatment, and can be used to protect parts of a gas turbine engine with internal cavities from salt corrosion.

Известен способ получения покрытия путем последовательного диффузионного насыщения сплава кобальтом и алюминием в циркулирующей среде, содержащей галогениды. Диффузионное насыщение проводят при температуре >900°С, но не выше температуры закалки сплава на основе никеля. Согласно данному способу сначала проводят насыщение кобальтом в среде, содержащей компоненты при следующем соотношении (мас. %): галогенид аммония - (0,2-15,0)%, источник кобальта - (85,0-99,8)%. В качестве источника кобальта используется чистый кобальт, в качестве галогенида йодистый аммоний, смесь хлористого и йодистого аммония, фтористый аммоний. Для усиления защитных свойств покрытия после нанесения кобальта проводят алитирование или хромирование известными способами в порошковой или газовой среде, причем алитирование выполняют в газовой среде, содержащей чистый алюминий и соль хлористого алюминия AlCl₃ при температуре 1000°С в течение 6 часов (описание изобретения к патенту РФ №2347848, МПК С23С 10/16, опубл. 27.02.2009).A method of obtaining a coating by successive diffusion saturation of the alloy with cobalt and aluminum in a circulating medium containing halides. Diffusion saturation is carried out at a temperature of> 900 ° C, but not higher than the quenching temperature of a nickel-based alloy. According to this method, saturation with cobalt is first carried out in a medium containing the components in the following ratio (wt.%): Ammonium halide - (0.2-15.0)%, the source of cobalt is (85.0-99.8)%. Pure cobalt is used as a source of cobalt, ammonium iodide halide, a mixture of ammonium chloride and iodide, ammonium fluoride as a halide. To enhance the protective properties of the coating after the deposition of cobalt, aluminizing or chrome plating is carried out by known methods in a powder or gaseous medium, and the aluminizing is carried out in a gaseous medium containing pure aluminum and AlCl ₃ aluminum salt at a temperature of 1000 ° C for 6 hours (patent specification Of the Russian Federation No. 2347848, IPC С23С 10/16, published on February 27, 2009).

Известен способ получения покрытия путем последовательного насыщения деталей диффундирующими элементами в циркулирующей среде, содержащей галогениды. В качестве диффундирующих элементов используют кобальт, хром и алюминий. В качестве галогенидов используют галогенид аммония. Согласно данному способу сначала проводят одновременное насыщение кобальтом и хромом в среде, содержащей компоненты при следующем соотношении (мас. %): диффундирующие элементы - кобальт и хром - (85-99,8)%, галогенид аммония - (0,2-15)% при соотношении кобальта и хрома 20-85 и 15-80 (масс. %) соответственно (в качестве диффундирующих элементов используют чистый кобальт и хром), после чего вторым этапом проводят насыщение алюминием одним из известных способов, в порошковых смесях или газовым способом (описание изобретения к патенту РФ №2347847, МПК С23С 10/14, С23С 10/16, опубл. 27.02.2009). При газовом алитировании используют чистый алюминий и хлорид алюминия.A method of obtaining coatings by successive saturation of parts with diffusing elements in a circulating medium containing halides. Cobalt, chromium and aluminum are used as diffusing elements. Ammonium halide is used as the halide. According to this method, at first they simultaneously saturate cobalt and chromium in a medium containing components in the following ratio (wt.%): Diffusing elements — cobalt and chromium — (85-99.8)%, ammonium halide — (0.2-15) % at a ratio of cobalt and chromium of 20-85 and 15-80 (wt.%), respectively (pure cobalt and chromium are used as diffusing elements), after which the second step is to saturate with aluminum using one of the known methods, in powder mixtures or by gas ( Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2347847, IPC С23С 10/14, С23С 1 0/16, published February 27, 2009). In gas aluminisation, pure aluminum and aluminum chloride are used.

Известен способ получения покрытия путем насыщения деталей кобальтом и хромом в циркулирующей галогенидной среде с соотношением кобальта и хрома 20-85 масс. % и 15-80 масс. % соответственно при температуре >900°С, но не выше температуры закалки сплава на основе никеля. В качестве диффундирующих элементов используют чистые хром и кобальт, а в качестве галогенида хлорид кобальта (CoCl₂). После насыщения деталей кобальтом и хромом проводят насыщение деталей одновременно алюминием и кремнием шликерным методом (описание изобретения к патенту РФ №2462535, МПК С23С 10/14, С23С 10/52, опубл. 27.09.2012).A method of obtaining a coating by saturating parts with cobalt and chromium in a circulating halide medium with a ratio of cobalt and chromium of 20-85 wt. % and 15-80 wt. %, respectively, at a temperature of> 900 ° C, but not above the quenching temperature of the nickel-based alloy. Pure chromium and cobalt are used as diffusing elements, and cobalt chloride (CoCl ₂ ) is used as a halide. After saturation of the parts with cobalt and chromium, the details are simultaneously saturated with aluminum and silicon by the slip method (description of the invention to the patent of Russian Federation No. 2462535, IPC С23С 10/14, С23С 10/52, publ. 27.09.2012).

Также известен способ нанесения кобальта и хрома на детали из никелевых сплавов, включающий загрузку кобальта, хрома и источника галогенидов, нагрев и одновременное диффузионное насыщение кобальтом и хромом поверхностей деталей в газовой среде, образующейся при взаимодействии источника галогенидов с кобальтом и хромом. В качестве галогенидов используют соль хлорида кобальта CoCl₂. В общем количестве загружаемых компонентов содержится в масс. %: соль хлорида кобальта CoCl2 (0,5-20)% и кобальт + хром от 80 до 99,5% при соотношении кобальта и хрома масс. %: кобальт 10-80 и хром 20-30. В качестве диффундирующих элементов используют чистый хром и кобальт, а галогенида - соль хлорида кобальта CoCl₂ (описание изобретения к патенту РФ №2419677, МПК С23С 10/14, С23С 10/54, опубл. 27.05.2011).Also known is a method of applying cobalt and chromium on parts made of nickel alloys, including loading cobalt, chromium and a source of halides, heating and simultaneous diffusion saturation of the surfaces of parts in a gaseous environment with cobalt and chromium formed by the interaction of the source of halides with cobalt and chromium. As the halides, the cobalt chloride salt CoCl _{2 is used} . In the total number of downloadable components contained in the masses. %: salt of cobalt chloride CoCl2 (0.5-20)% and cobalt + chromium from 80 to 99.5% with a ratio of cobalt and chromium mass. %: cobalt 10-80 and chromium 20-30. Pure chromium and cobalt are used as diffusing elements, and halogenide is cobalt chloride salt CoCl ₂ (description of the invention to the patent of Russian Federation №2419677, IPC С23С 10/14, С23С 10/54, publ. 27.05.2011).

Известны способы нанесения защитных покрытий в среде циркулирующего галогенида одновременно несколькими элементами. Данные способы предполагают использование в качестве диффундирующих элементов чистые Со, Cr, Al, а в качестве источника галогенидов используют хлористый аммоний, йодистый аммоний, фтористый аммоний. Диффузионное насыщение проводят при постоянной температуре из диапазона больше 900°С и меньше температуры закалки сплава.Known methods of applying protective coatings in the environment of circulating halide simultaneously with several elements. These methods involve the use of pure Co, Cr, Al as diffusing elements, and ammonium chloride, ammonium iodide, and ammonium fluoride are used as a source of halides. Diffusion saturation is carried out at a constant temperature from the range of more than 900 ° C and less than the quenching temperature of the alloy.

К общим недостаткам описанных способов относятся:Common disadvantages of the described methods include:

насыщение осуществляется при постоянной температуре из указанного диапазона элементами с разной термодинамической активностью, что не позволяет эффективно использовать возможности процесса;saturation is carried out at a constant temperature from the specified range with elements with different thermodynamic activity, which does not allow to use the capabilities of the process effectively;

- применение в качестве диффундирующих элементов чистых металлов Со, Cr, Al приводит к их спеканию и невозможности повторного использования;- the use of pure metals Co, Cr, Al as diffusing elements leads to their sintering and the impossibility of reuse;

- смена направления движения насыщающей среды за счет вентилятора приводит к попаданию в насыщающую газовую среду пыли от прореагировавшей смеси, что ухудшает качество покрытия;- changing the direction of movement of the saturating medium due to the fan leads to ingress of dust from the reacted mixture into the saturating gaseous medium, which degrades the quality of the coating;

- известные способы позволяют одновременно насыщать Со-Cr или Cr-Al, но не позволяют наносить Со-Al за одну стадию, в силу указанных недостатков.- known methods allow you to simultaneously saturate Co-Cr or Cr-Al, but do not allow you to apply Co-Al in one stage, due to these shortcomings.

Наиболее близким к предлагаемому является способ одностадийного диффузионного насыщения деталей из жаропрочных сплавов, включающий ступенчатую выдержку в циркулирующей галогенидной среде, образующейся при контакте исходной газовой среды с источниками диффундирующих элементов, одним из которых является ферроалюминий, диффузионное насыщение проводят в смеси, содержащей хлористый аммоний, никель-иттрий и оксид алюминия, при этом в процессе диффузионной выдержки на каждой ступени обеспечивают равномерную циркуляцию галогенидной среды и изменяют температуру ее нагрева (патент РФ на изобретение №2572690, МПК С23С 10/56, опубл. 20.01.2016).The closest to the present invention is the method of single-stage diffusion saturation of parts from high-temperature alloys, including step exposure in a circulating halide medium formed when the original gaseous medium contacts sources of diffusing elements, one of which is ferroaluminium, diffusion saturation is carried out in a mixture containing ammonium chloride, nickel -ittrium and aluminum oxide, while in the process of diffusion exposure at each stage ensure uniform circulation of halide media They also change the temperature of its heating (RF patent for invention №2572690, IPC С23С 10/56, publ. 01/20/2016).

Способ позволяет проводить одностадийное диффузионное насыщение хромом и алюминием деталей из жаропрочных сплавов, включающий ступенчатый нагрев до заданной температуры и ступенчатую выдержку на каждой ступени нагрева в равномерно циркулирующей среде галогенидов и насыщающих элементов. Данный способ частично лишен недостатков, описанных ранее, но не позволяет в полной мере реализовать возможности газоциркуляционного метода нанесения покрытий, управление термодинамическим равновесием химических реакций, протекающих при нанесении покрытия.The method allows one-stage diffusion saturation of heat-resistant alloys parts with chromium and aluminum, including step heating to a predetermined temperature and step exposure at each heating step in a uniformly circulating medium of halides and saturating elements. This method is partially devoid of the shortcomings described earlier, but it does not allow to fully realize the possibilities of the gas-circulating method of applying coatings, controlling the thermodynamic equilibrium of chemical reactions occurring during coating.

Техническим результатом предлагаемого способа одностадийного диффузионного насыщения деталей является расширение возможностей его применения и повышение его эффективности за счет ступенчатого изменения давления в процессе насыщения, что обеспечивает смещение точки термодинамического равновесия химических реакций насыщения в сторону кобальта Со или алюминия Al при одновременном кобальтоалитировании.The technical result of the proposed method of single-stage diffusion saturation of parts is to expand the possibilities of its use and increase its efficiency due to a step change in pressure during saturation, which provides a shift in the point of thermodynamic equilibrium chemical saturation reactions towards cobalt Co or aluminum Al while cobalt analysis.

Технический результат достигается тем, что в способе одностадийного диффузионного насыщения деталей из жаропрочных сплавов, включающем ступенчатую выдержку в циркулирующей галогенидной среде, образующейся при контакте исходной газовой среды с источниками диффундирующих элементов, одним из которых является ферроалюминий, диффузионное насыщение проводят в смеси, содержащей хлористый аммоний, никель-иттрий и оксид алюминия, при этом в процессе диффузионной выдержки на каждой ступени обеспечивают равномерную циркуляцию галогенидной среды и изменяют температуру ее нагрева, в отличие от известного, в качестве второго из диффундирующих элементов используют кобальт, диффузионное насыщение проводят в смеси, дополнительно содержащей йодистый аммоний, при следующем соотношении компонентов, масс. %: ферроалюминий 40-80, кобальт 9,6-19,2, никель-иттрий 2,4-4,8, хлористый аммоний 1,6-3,2, йодистый аммоний 0,5-1,0 и оксид алюминия остальное, при этом в процессе диффузионной выдержки на каждой ступени изменяют давление галогенидной среды.The technical result is achieved by the fact that in the method of single-stage diffusion saturation of parts from heat-resistant alloys, including step exposure in a circulating halide medium formed when the source gas medium contacts the sources of diffusing elements, one of which is ferroaluminium, diffusion saturation is carried out in a mixture containing ammonium chloride , nickel-yttrium and alumina, while in the process of diffusion exposure at each stage provide a uniform circulation of the halide with odds and change the temperature of its heating, in contrast to the known, cobalt is used as the second of the diffusing elements, diffusion saturation is carried out in a mixture additionally containing ammonium iodide, in the following ratio of components, mass. %: ferroaluminium 40-80, cobalt 9.6-19.2, nickel-yttrium 2.4-4.8, ammonium chloride 1.6-3.2, ammonium iodide 0.5-1.0, and aluminum oxide the rest , while in the process of diffusion exposure at each stage, the pressure of the halide medium is changed.

На каждой ступени диффузионную выдержку осуществляют в течение 4-6 часов, а давление галогенидной среды изменяют с 0,03-0,05 МПа на первой ступени до 0,05-0,07 МПа на второй ступени.At each stage, diffusion exposure is carried out for 4-6 hours, and the pressure of the halide medium is changed from 0.03-0.05 MPa in the first stage to 0.05-0.07 MPa in the second stage.

Способ осуществляют на установке, описанной в патенте РФ на изобретение №2572690.The method is carried out on the installation described in the patent of the Russian Federation for the invention №2572690.

Способ одностадийного диффузионного насыщения деталей из жаропрочных сплавов осуществляют следующим образом.The method of single-stage diffusion saturation of parts from high-temperature alloys is as follows.

В реакционную камеру устанавливают садку обрабатываемых деталей и емкости с источниками диффундирующих элементов и активатором. В качестве диффундирующих элементов используют ферроалюминий и порошок кобальта. Насыщение может осуществляться в смеси, дополнительно содержащей никель-иттрий, оксид алюминия и активаторы - хлористый и йодистый аммоний, при следующем соотношении компонентов, масс. %:In the reaction chamber set charge of workpieces and containers with sources of diffusing elements and activator. Ferroaluminium and cobalt powder are used as diffusing elements. Saturation can be carried out in a mixture, additionally containing nickel-yttrium, aluminum oxide and activators - ammonium chloride and iodide, in the following ratio of components, mass. %:

ферроалюминий 40-80,ferroaluminium 40-80,

кобальт 9,6-19,2,cobalt 9.6-19.2,

никель-иттрий 2,4-4,8,Nickel-yttrium 2,4-4,8,

хлористый аммоний 1,6-3,2,ammonium chloride 1.6-3.2,

йодистый аммоний 0,5-1,0ammonium iodide 0.5-1.0

оксид алюминия - остальное.aluminum oxide - the rest.

Выполняют герметизацию муфеля, откачивают воздух. Муфель помещают нагревают. Исходная газовая среда создается в результате испарения хлористого и йодистого аммония при нагреве. В процессе нагрева давление внутри муфеля растет благодаря возгонке хлористого и йодистого аммония. При достижении температуры в муфеле 1000±10°С включают вентилятор для принудительной циркуляции газовой среды.Perform sealing muffle, pumped out the air. The muffle is placed heated. The original gaseous medium is created by the evaporation of ammonium chloride and iodide when heated. In the process of heating, the pressure inside the muffle grows due to the sublimation of ammonium chloride and iodide. When the temperature in the muffle reaches 1000 ± 10 ° С, the fan is turned on for forced circulation of the gas medium.

Насыщение выполняется одностадийно, то есть одновременно алюминием и кобальтом. Пропускают циркулирующую среду через устройство и дополнительно через систему для очистки циркулирующей среды от частиц прореагировавшей смеси. При этом создается равномерный с плоским фронтом скоростей беспылевой режим циркуляции насыщающей среды, выравнивая скорости и давления в рабочей зоне реакционной камеры.Saturation is performed in one step, that is, simultaneously with aluminum and cobalt. Pass the circulating medium through the device and additionally through the system for cleaning the circulating medium from the particles of the reacted mixture. At the same time, a dust-free regime of circulation of the saturating medium is created with a flat front of the speeds, leveling the speed and pressure in the working zone of the reaction chamber.

При этом выдержку осуществляют ступенчатую, при изменении температуры, давления и времени насыщения на каждой ступени. Причем температура выдержки и давление на стадии насыщения для каждой ступени определяется с учетом диффузионной активности насыщающих элементов и их количественного содержания в покрытии, а время выдержки - с учетом необходимой толщины покрытия.In this case, the exposure is carried out stepwise, with a change in temperature, pressure and time of saturation at each step. Moreover, the temperature of exposure and pressure at the stage of saturation for each stage is determined taking into account the diffusion activity of saturating elements and their quantitative content in the coating, and the exposure time - taking into account the required thickness of the coating.

На каждой ступени диффузионную выдержку осуществляют в течение 4-6 часов, при этом изменяют температуру и давление галогенидной среды. На первой ступени выдержку производят при температуре 1000±10°С и давлении 0,03-0,05 МПа, на второй ступени повышают температуру до 1050±10°С, а давление до 0,05-0,07 МПа.At each stage of diffusion exposure is carried out for 4-6 hours, while changing the temperature and pressure of the halide medium. At the first stage, the shutter speed is made at a temperature of 1000 ± 10 ° C and a pressure of 0.03-0.05 MPa, at the second stage the temperature is raised to 1050 ± 10 ° C, and the pressure reaches 0.05-0.07 MPa.

По окончании технологической выдержки отключают вентилятор, охлаждают муфель и извлекают обработанные детали.At the end of the technological exposure shut off the fan, cool the muffle and remove the processed parts.

Пример реализации предлагаемого способа.An example implementation of the proposed method.

Проводили одновременное насыщение кобальтом и алюминием из газовой фазы наружных и внутренних поверхностей сложных деталей, например, лопаток турбины газотурбинного двигателя.Conducted simultaneous saturation of cobalt and aluminum from the gas phase of the outer and inner surfaces of complex parts, for example, the turbine blades of a gas turbine engine.

В качестве источников диффундирующих элементов использовали ферроалюминий (ФА45) и порошок кобальта (ПК-1У) в смеси с никель-иттриевой лигатурой марки ИтН1, размельченной до фракции 2÷4 мм, глиноземом марок ГН, ГН-00, ГК, ГН-1, ГН-2, и активаторами - хлористым и йодистым аммонием.Ferroaluminium (FA45) and cobalt powder (PC-1U) were used as sources of diffusing elements mixed with nickel-yttrium ligature of the brand ННН1, crushed to a fraction of 2 ÷ 4 mm, alumina of GN, GN-00, GK, GN-1 grades, GN-2, and activators - ammonium chloride and iodide.

На дно реакционной камеры установили емкости с порошковой смесью, перемешанной согласно технологии:At the bottom of the reaction chamber, tanks with a powder mixture mixed according to the technology were installed:

Никель-иттрий - 2,4%Nickel-yttrium - 2.4%

Глинозем - 8%Alumina - 8%

Порошок кобальта - 9,6%Cobalt powder - 9.6%

Ферроалюминий (ФА45) - 80%Ferroaluminium (FA45) - 80%

Хлористый аммоний -1,6%Ammonium Chloride -1.6%

Йодистый аммоний - 0,5%Ammonium iodide - 0.5%

Установили детали в рабочей зоне реакционной камеры от периферии к ее центру. Загрузили реакционную камеру с деталями в муфель и установили диффузор. Закрыли муфель с крышкой и установили загрузочную термопару в зону расположения деталей. Выполнили герметизацию муфеля. Включили вакуумный насос, откачали воздух из муфеля. Собранный муфель переместили в предварительно разогретую печь и перевели индексы нагрева на заданную технологическим процессом температуру. При достижении температуры в муфеле по загрузочной термопаре 1000°С включили вентилятор для принудительной циркуляции насыщающей среды и произвели выдержку в течение 4-6 часов при давлении 0,03-0,05 МПа при равномерном режиме циркуляции насыщающей среды. Далее температуру повысили до 1050°С и произвели выдержку в течение 4-6 часов при давлении 0,05-0,07 МПа.Installed parts in the working area of the reaction chamber from the periphery to its center. We loaded the reaction chamber with the parts into the muffle and installed the diffuser. Closed the muffle with a lid and installed the boot thermocouple in the area of the parts. Completed sealing muffle. Turned on the vacuum pump, pumped air from the muffle. The assembled muffle was moved to a preheated oven and the heating indices were transferred to the temperature specified by the process. When the temperature in the muffle reached 1000 ° C, the fan was turned on for forced circulation of the saturating medium and held for 4-6 hours at a pressure of 0.03-0.05 MPa with a uniform circulation mode of the saturating medium. Next, the temperature was raised to 1050 ° C and made exposure for 4-6 hours at a pressure of 0.05-0.07 MPa.

Дополнительно на каждой ступени нагрева произвели очистку от пыли.In addition, dust was cleaned at each heating stage.

По окончании технологической выдержки отключили вентилятор и нагрев печи, произвели охлаждение муфеля. Установили в муфеле давление, равное атмосферному, сняли крышку муфеля и выгрузили реакционную камеру с деталями.At the end of the technological exposure, the fan was turned off and the furnace was heated, the muffle was cooled. A pressure equal to the atmospheric pressure was set in the muffle, the muffle cover was removed and the reaction chamber with the parts was unloaded.

Качество слоя покрытия оценивали на образцах (деталях того же сплава и геометрии, прошедших такую же термообработку и подготовку поверхности, что и обрабатываемые детали). Результаты представлены в таблице:The quality of the coating layer was evaluated on samples (parts of the same alloy and geometry that underwent the same heat treatment and surface preparation as the parts to be machined). The results are presented in the table:

Из приведенной таблицы видно, что максимальный перепад покрытия по толщине во внутренней полости деталей составляет 2 мкм, разброс средних значений толщины покрытия во внутренней полости составляет 1 мкм, что в процентах составляет 2,7%. Максимальный перепад покрытия по толщине на наружной поверхности деталей составляет 2 мкм, разброс средних значений толщины покрытия на наружной поверхности деталей составляет 1 мкм, что в процентах составляет 1,9%. Разброс содержания элементов в покрытии: Со - составляет 0,1%, Al - составляет 1,2%.The table shows that the maximum difference in thickness of the coating in the internal cavity of the parts is 2 μm, the spread of the average values of the coating thickness in the internal cavity is 1 μm, which is 2.7% as a percentage. The maximum difference in thickness of the coating on the outer surface of parts is 2 µm, the spread of the average values of the thickness of the coating on the outer surface of parts is 1 µm, which is 1.9% as a percentage. The scatter of the content of elements in the coating: Co - is 0.1%, Al - is 1.2%.

Такая высокая стабильность параметров покрытия внутренних и наружных поверхностей детали по химическому составу и толщине обеспечивается ступенчатостью нагрева и изменения давления, что значительно позволяет расширить возможности способа по сравнению с прототипом.Such a high stability of the coating parameters of the internal and external surfaces of the part in terms of chemical composition and thickness is provided by the stepwise heating and pressure change, which significantly expands the capabilities of the method compared to the prototype.

Использование предлагаемого способа позволяет управлять процессом нанесения покрытия в более широком диапазоне толщин и содержания элементов в покрытии одновременно на наружной и внутренней поверхностях детали при неизменном времени процесса.Using the proposed method allows you to manage the coating process in a wider range of thicknesses and content of elements in the coating simultaneously on the outer and inner surfaces of the part with a constant process time.

Предлагаемый способ одностадийного диффузионного насыщения деталей из жаропрочных сплавов, позволяет:The proposed method of single-stage diffusion saturation of parts from superalloys allows you to:

- повысить качество наносимого покрытия Со-Al;- to improve the quality of the applied Co-Al coating;

- управлять содержанием Со и Al в защитном покрытии;- manage the content of Co and Al in the protective coating;

- наносить одновременно защитный слой на внутренние и наружные поверхности детали с высокой точностью и стабильностью по толщине;- simultaneously apply a protective layer on the inner and outer surfaces of the part with high accuracy and thickness stability;

- сократить общий цикл нанесения покрытия Со-Al.- reduce the overall cycle of Co-Al coating.

Таким образом, по сравнению с известными способами, предлагаемый способ одностадийного диффузионного кобальтоалитирования (Со-Al) деталей из жаропрочных сплавов обеспечивает одновременно равномерность и качество покрытия как внутренних, так и наружных поверхностях деталей независимо от места их расположения в реакционной камере.Thus, in comparison with the known methods, the proposed method of single-stage diffusion cobalt analysis (Co-Al) of parts made of heat-resistant alloys simultaneously ensures uniformity and quality of coating of both the inner and outer surfaces of the parts, regardless of where they are located in the reaction chamber.

Claims (1)

Способ одностадийного диффузионного кобальтоалитирования деталей из жаропрочных сплавов, включающий ступенчатый нагрев упомянутых деталей до температуры диффузионного насыщения с выдержкой на каждой ступени нагрева в циркулирующей галогенидной среде, образующейся при контакте исходной газовой среды с источниками диффундирующих элементов, отличающийся тем, что исходную газовую среду создают испарением хлористого и йодистого аммония при нагреве, в качестве диффундирующих элементов используют ферроалюминий и кобальт, диффузионное насыщение проводят в смеси, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%: ферроалюминий 40-80, кобальт 9,6-19,2, никель-иттрий 2,4-4,8, хлористый аммоний 1,6-3,2, йодистый аммоний 0,5-1,0 и оксид алюминия остальное, причем на каждой ступени нагрева диффузионную выдержку проводят в течение 4-6 часов с равномерной циркуляцией галогенидной среды, при этом на первой ступени нагрева диффузионную выдержку проводят при температуре 1000±10°С и давлении 0,03-0,05 МПа, а на второй ступени температуру повышают до 1050±10°С, а давление - до 0,05-0,07 МПа.Method of single-stage diffusion cobalt-analysis of parts from high-temperature alloys, including stepwise heating of the mentioned parts to diffusion saturation temperature with exposure at each heating stage in the circulating halide medium formed by contact of the initial gaseous medium with sources of diffusing elements, characterized by the fact that the initial gaseous medium is created by evaporating the chlorine and ammonium iodide when heated, ferroaluminium and cobalt are used as diffusing elements, diffusion saturation is carried out in a mixture containing the components in the following ratio, wt.%: ferroaluminium 40-80, cobalt 9.6-19.2, nickel-yttrium 2.4-4.8, ammonium chloride 1.6-3.2, ammonium iodide 0.5-1.0 and alumina else, and at each heating stage diffusion exposure is carried out for 4-6 hours with a uniform circulation of the halide medium, while at the first heating stage diffusion exposure is carried out at a temperature of 1000 ± 10 ° С and a pressure of 0.03-0.05 MPa, and at the second stage the temperature is raised to 1050 ± 10 ° С, and the pressure - to 0.05-0.07 MPa.