Technology of obtaining composite conglomerate powders for plasma spraying of high-temperature protective coatings

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 1 2021 15 TECHNOLOGY Т а б л и ц а 3 Ta b l e 3 Сравнительные характеристики порошков , полученных методом распылительной сушки и распылением расплавов Comparative characteristics of powders obtained by spray drying and spraying of melts Характеристика порошка Метод получения Крупность порошков , мкм 0…40 40...50 50...63 63...100 100...200 >200 Содержание , масс .% Распылительная сушка 61,4 16,3 16,0 6,6 0 0 Распыление расплавов 50,5 24,2 13,4 9,1 1,8 0,9 Текучесть , с Распылительная сушка 69,9 34.2 28,8 23,5 – – Распыление расплавов 57,8 25,3 28,0 31,5 – – скольких редких элементов , таких как Y, Ta, Nb. Эти конгломератные порошки обладают экзо - термичностью за счет реакции образования алю - минидов никеля . Реакция синтеза начинается при нагреве порошков до 900…950 К . При этом в реакционном пространстве печи температура поднимается до 1500 К . В этих условиях конгло - мераты сильно спекаются между собой , а это по технологии недопустимо . Чтобы снизить темпе - ратуру спекания порошков , проводили разбавле - ние в определенном соотношении распыленного порошка готовым спеченным порошком того же состава перед тем , как поместить его в печь . Сте - пень разбавления в конечном итоге определяет температуру нагрева порошка и , как следствие , плотность и механическую прочность спечен - ных конгломератов . Для получения прочных и плотных гранул порошка состава Ni-Cr-Al-Me с различным содержания хрома (20…28 %) и алюминия (12…20 %) было определено , что оптимальное количество порошка - разбавителя должно составлять от 20 до 40 %. Например , по - рошок состава ( масс . %): Ni-28Cr-20Al-Me целе - сообразно спекать с разбавлением до 40 %. После протекания экзотермической реак - ции устанавливают температуру в печи 1020 К и выдерживают при ней в течение получаса до полного спекания субчастиц в конгломератах . В результате спекания образуется брикет , легко разрушающийся при раздавливании на отдель - ные гранулы . Для отделения от порошка мелких частиц , образующихся в результате разрушения отдельных гранул , и крупных спекшихся между собой конгломератов производится контроль - ный рассев . Фракция порошка , пригодная для напыления , подвергается восстановительному отжигу в атмосфере водорода при температуре 800 К . Весьма важно , что небольшие количества легирующих элементов практически не оказыва - ют влияния на режимы спекания порошка . В заключение необходимо отметить , что по - лученный композиционный конгломератный гранулированный порошковый материал был применен для создания комбинированного те - плостойкого покрытия для защиты деталей вы - сокотемпературного назначения маршевой газо - турбинной установки . Покрытие состоит из трех слоев . Первый слой 28Al-2Si-1P3M толщиной 40…55 мкм наносится термодиффузионным методом и расположен на границе со сплавом - основой [15]. Этот слой обеспечивает высо - кую жаро - и коррозионную стойкость , а также диффузионную стабильность всего покрытия в целом . Второй – плазменный слой состава Ni-22Cr-16Al-1Y толщиной 115 мкм – обеспечи - вает высокую термостойкость покрытия , а так - же хорошую адгезию керамического внешнего слоя к поверхности . Третий – внешний кера -