ФГУП «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» ГНЦ РФ


ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ

тел.: +7(499)261-86-77
факс: +7(499)267-86-09
E-mail: admin@viam.ru
Руководство
История
Испытательный центр
Филиалы
Наши партнеры
Адрес
www.viam.ru
Главная страница Карта сайта E-mail
Научные направления
Продукция
Книги
Обучение
Металлические авиационные материалы
Легкие и сверхлегкие сплавы на основе алюминия и магния
Титановые сплавы
Стали и сплавы
Литейные жаропрочные сплавы для лопаток ГТД
Интерметаллидные сплавы для деталей ГТД
Сплавы для дисков ГТД
Жаропрочные свариваемые листовые материалы
Истираемые уплотнительные материалы для проточного тракта ГТД
Пористоволокнистые металлические материалы для звукопоглощающих конструкций (ЗПК)
Обработка давлением труднодеформируемых сплавов
Вакуумная плазменная технология высоких энергий (метод ВПТВЭ) для нанесения покрытий и ионной обработки поверхности
Сравнение электронно-лучевого (ЭЛН) и ионно-плазменного (ВПТВЭ) процессов осаждения покрытий
Промышленное оборудование для нанесения ионно-плазменных покрытий (разработка ФГУП «ВИАМ»)
Покрытия и их назначения
Конструирование покрытий
Дополнительные возможности
Области эффективного применения
Выпускаемая продукция и услуги
Припои
Неметаллические авиационные материалы
Испытательный центр
Коррозионная стойкость материалов и способы защиты конструкций от коррозии
Металлические авиационные материалы >> Вакуумная плазменная технология высоких энергий (метод ВПТВЭ) для нанесения покрытий и ионной обработки поверхности >> Промышленное оборудование для нанесения ионно-плазменных покрытий (разработка ФГУП «ВИАМ»)

Промышленное оборудование для нанесения ионно-плазменных покрытий (разработка ФГУП «ВИАМ»)

Впервые в мировой практике создано уникальное, не имеющее аналогов, промышленное оборудование для нанесения ионно-плазменных многокомпонентных защитных и упрочняющих покрытий, основанное на вакуумно-дуговом способе генерации плазмы материала покрытия, конденсации и формирования покрытия при высоких энергиях частиц (100-4000 эВ).


Установка МАП-2 для нанесения
ионно-плазменных многокомпонентных
защитных и упрочняющих покрытий

Уникальный ионно-плазменный технологический процесс обработки поверхности частицами с энергией до 2 кэВ открывает широкие возможности по целенаправленному изменению структурно-фазового состояния поверхности деталей машин и повышения их ресурса и эксплуатационной надежности.

- высокое качество наносимых покрытий (адгезия свыше 100 МПа, беспористость, субмелкозернистое строение и, соответственно, высокая пластичность),

- простота технологического процесса получения покрытий (минимальные требования по подготовке поверхности под покрытие, минимальное количество контролируемых параметров процесса для обеспечения качества покрытия и др.),

- простота оборудования и его надежность, низкая стоимость оборудования, технологии и наносимых покрытий. Успешно используется для решения следующих задач:

  • Управление структурно фазовым состоянием и физико-химическими характеристиками поверхности путем диффузионного насыщения поверхности ионами металлов и сплавов, например титанирование, титано-цирконирование и алюмо-кобальт-иттрий-силицирование поверхности компрессорных сталей на глубину 15-20 мкм с целью многократного повышения их жаростойкости и стойкости к солевой коррозии.
  • Создание эффективных барьерных слоев для защитных покрытий и повышения эксплуатационной надежности деталей с ионно-плазменными покрытиями.
  • Контроль макроструктуры литых лопаток турбин с равноостной и направленной кристаллической структурой (ионное травление на глубину несколько мкм с зоной влияния обработки << 1 мкм).
  • Удаление дефектного поверхностного слоя особо ответственных деталей машин с зоной влияния обработки, глубиной << 1 мкм (ремонт лопаток турбин).

Поверхность сплава с ионным насыщением
(основа ЖС26, насыщение в плазме Ti)

Оборудование для нанесения ионно-плазменных покрытий на лопатки ГТД:

Установка Возможности установки Основные преимущества и недостатки установки МАП-1
Серийная установка МАП-1
производства ОАО «Электромеханика»

Нанесение многокомпонентных покрытий типов:

МК конденсированные покрытия;

Легированные диффузионные алюмидные покрытия;

Конденсационно-диффузионные покрытия

Высокое качество покрытия;

Высокая точность;

Низкая надежность установки;

Возможность нанесения покрытий только на лопатки турбины

МАП-1М(1)
на базе серийной установки МАП-1
(1 модернизация ФГУП ВИАМ)
Нанесение многокомпонентных покрытий всех типов Высокая надежность установки МАП-1М(1)
МАП-1М(2)
на базе серийной установки МАП-1
(2 модернизация ФГУП ВИАМ)

Дополнительные возможности:

Нанесение эрозионно-стойких покрытий системы МеС; МеN

Дополнительные преимущества:

Возможность нанесения покрытий на лопатки компрессора ГТД

МАП-1М(3)
на базе серийной установки МАП-1 (3 модернизация ФГУП ВИАМ)

Дополнительные возможности:

Нанесение эрозионно-стойких покрытий системы МеС; Ме N

Ионная обработка поверхности (травление, насыщение поверхности)

Дополнительные преимущества:

Удаление отработанных покрытий, контроль макроструктуры литых лопаток турбин;

Повышение служебных характеристик деталей ГТД путем модифицирования поверхности в металлической плазме

МАП-2 - вариант установки МАП-1М(3) с компьютерным управлением Нанесение всех типов ионно-плазменных покрытий Высокая точность и повторяемость технологии, стабильность свойств и параметров покрытий
ВИАМ-МЭШ-50 Нанесение всех типов ионно-плазменных покрытий Ко всем преимуществам установки МАП-2 добавляется возможность получения покрытий на лопатках турбин и других деталях высотой до 600 мм, а также многослойных покрытий за один цикл напыления

Установка содержит генератор плазмы радиального типа, что обеспечивает более чем трехкратное повышение производительности по сравнению с установками, содержащими аксиальные генераторы плазмы, а также системы для очистки поверхности газовыми и металлическими ионами. Потребляемая мощность установки не более 60 кВА, производительность - 72-96 лопаток турбин с высотой пера 60-70 мм при толщине покрытия 100 мкм.

В ионно-плазменной установке МАП-1М предварительная очистка покрываемой поверхности производится в потоке плазмы аргона, генерируемом в ЕхН ускорителе с анодным слоем при энергии ионов Ar 1000 - 4000 эВ. Окончательная очистка поверхности и осаждение покрытия производится в плазме материала покрытия при энергиях частиц 100 - 1000 эВ. Высокие энергии частиц при очистке покрываемой поверхности и конденсации покрытия обеспечивают высокую плотность и адгезию (> 100 МПа) ионно-плазменных покрытий и субмелкозернистое их строение.

Плазма материала покрытия генерируется в сильноточном вакуумном дуговом разряде (500 - 700 А) путем эрозии материала катода установки катодными микропятнами вакуумной дуги, удерживаемыми в кольцевой зоне испарения на катоде магнитным полем. Управление энергией частиц, взаимодействующих с покрываемой поверхностью, достигается путем подачи на покрываемые изделия отрицательного потенциала от регулируемого источника питания, Ионный ток, поступающий из плазмы на покрываемые изделия достигает значений до 50 А. Для получения соединений металлов в рабочий объем установки подается соответствующий реакционно-способный газ ( N2, C2H2, O2 и др.) при давлении ~5·10-2 - 5·10-1 Па.

Установка МАП-1М имеет высоту зоны покрытия до 200 мм и 24 позиции вращения, размещенные на диаметре 550 мм., и обеспечивает в зависимости от габаритов покрываемых изделий нанесение покрытий конденсированного типа, толщиной ~100 мкм на 24 - 144 детали за одну рабочую смену. Катод установки, выполненный из испаряемого сплава, представляет собой трубу с внешним диаметром 180 мм., толщиной стенки 20 мм и имеет высоту 340 мм., что обеспечивает запас испаряемого материала из сплавов системы Ni( Co )CrAlY ~30 кг, достаточный для работы установки в течение ~80 часов.

Мощность установки МАП-1М в режиме осаждения покрытий не превышает 45 кВА; установочная мощность 75 кВА. Расход воды на охлаждение установки не превышает 1,8 м 3/час. Установка имеет габариты: 2000х4000 мм., высоту - 2600 мм.

Технические характеристики

Установочная мощность, кВт 80
Расход воды, м3 1,8
Предельное разрежение, Па (мм.рт.ст.)

6,8х10-3(5х10-5)

Количество каналов для подачи реактивного газа, шт. 3
Газоразрядный источник ионов аргона, U, кВ; I, мА 2-3; 150
Вакуумный дуговой генератор плазмы, U, В; I, А 35±5; (200 - 700)
Напряжение и ток на покрываемых деталях, В; А 10 - 1000; до 50
Высота зоны покрытия вдоль оси вращения, мм не более 200
Максимальный диаметр покрываемых деталей вращения, мм (шт.) 65 (24); 130 (12)

Оборудование может быть использовано в авиационной, судостроительной и других областях промышленности для нанесения защитных и упрочняющих покрытий на различные детали машин диаметром до 120 мм и высотой до 180-200 мм.

Применение новых ионно-плазменных покрытий обеспечило работоспособность и ресурс лопаток двигателей самолетов МИГ-29, СУ-27, СУ-30(32), ИЛ-96 и других.

Посмотреть видео
Формование деталей из полимерных композиционных материалов
Высокотемпературный автоматизированный испытательный комплекс
Производство лакокрасочных материалов
Защитные технологические покрытия для сталей и сплавов
Аморфные ленточные материалы
Климатические станции ФГУП «ВИАМ»
Лаборатория прочности и надёжности материалов им. Профессора С.И. Кишкиной
Термический анализ
Полимерные композиционные материалы
Опытно-промышленный участок по выпуску фенольно-каучуковых пенопластов
Цех вакуумного литья лопаток с монокристаллической структурой
Научно-экспериментальный центр им. С.Т. Кишкина
Вакуумная индукционная плавильная установка ВИАМ-2002
Ионно-плазменные установки МАП
Экспресс-лаборатория по определению химического состава сплава
Рентгеновская дефектоскопия в ВИАМ
Комплекс металлофизического анализа металлических материалов
Для наилучшего просмотра сайта рекомендуется установить проигрыватель Flash Player Россия, 105005, Москва, ул. Радио, д.17.
тел.: +7(499)261-86-77; факс: +7(499)267-86-09
E-mail: admin@viam.ru
Copyright © ВИАМ
Все права защищены 2019
Разработка сайта: ВИАМ