Материалы для покрытий подбираются в порядке повышения температурной стойкости. Порошок АНБ применяется в качестве покрытий, работающих до температур до 550ºC, исходные гранулы которого содержат 18-23% BN, 4-8% SiO2, остальное алюминий.
Результатом работы уплотнительного покрытия является отношение линейного износа уплотнительного материала к износу лопатки. В идеальном видении такой износ выглядит как 10:1, но в имеющихся реалиях соотношение 5:1 является удовлетворительным.
Решение вопроса уплотнений является весьма сложным, так как к таким материалам предъявляется ряд противоречивых требований, таких как жаростойкость и эрозионная стойкость, стойкость к коррозионному разрушению и в агрессивных средах (в воде, маслах или смазках, разрушающей атмосфере) и удовлетворительная истираемость.
Коррозионное разрушение – коварная проблема, которой подвержены детали горячего тракта авиационных двигателей (детали камеры сгорания, лопатки компрессора и газовой турбины, сопла и др). Металлы и сплавы этих деталей разрушаются в газовых потоках при высокой температуре. Основные компоненты газового потока – это сами продукты сгорания горючего, которые окисляются вследствие избыточной подачи воздуха. Также в потоке газа присутствуют другие продукты окисления топливных примесей, это соединения серы, соли калия, натрия, кальция и др., концентрация которых зависит от условий работы и температуры в камере сгорания.
Именно окисление, происходящее на высоких температурах, является основной причиной разрушения деталей горячего тракта двигателя. Воздействие чрезвычайно высокой температуры на рабочие детали приводит к образованию и отслаиванию окисных пленок, внутреннему окислению, образованию твердых растворов и образования соединений кислорода с компонентами сплава. Окисление, вкупе с рабочими нагрузками приводит к образованию на поверхностном слое микротрещин, напряжений, пор и зон с различной твердостью и прочностью.
Для того, чтобы предотвратить разрушающее воздействие вследствие высокотемпературного окисления, на рабочие детали и элементы наносят материалы, обладающие жаростойкими и защитными свойствами.
Один из таких материалов, зарекомендовавший себя в течении нескольких десятков лет – это порошок АНБ. Его наносят в качестве уплотнительного покрытия методом плазменного порошкового напыления. При необходимости, для увеличения прочности сцепления покрытия с основой создают подобную рваной резьбе нарезку и газоплазменным способом наносится тонкий подслой (до 0,2 мм) порошка ВКНА (ПН75Ю23В).
Порошок АНБ используется в случае необходимости использовать истираемое покрытие, которое имеет малое сопротивление изнашиванию, но, при этом, должно иметь высокую жаростойкость и прочность. Смысл в том, что величина зазора должна сохраняться в течении всего ресурса работы взаимодействующих элементов и деталей и быть эффективной.
Это сочетание свойств обеспечивается особенным строением многокомпонентных материалов, пористостью и свойствами добавленных связок в материал, а также технологией нанесения.
Порошок для напыления АНБ прошел многократные исследования и испытания на жаростойкость и термоциклирование при рабочей температуре компрессора (450°С), эрозионную стойкость, коррозионную стойкость и испытания на истираемость (так называемое «врезание») в паре с контртелом из титанового сплава типа ВТ8.
Измерение жаростойкости определяли при 450°С путем выдержкой в печи в течении 100 часов, а измерение массы осуществлялось каждые 25 часов.
Испытания на истираемость проводились путем измерения износа при рабочем, контактном взаимодействии образца уплотнительного материала и имитатора вращающейся лопатки при их сближении с определенной скоростью.
Также были проведены циклические испытания в количестве 10-ти ускоренного коррозионного процесса сплава при температуре порядка 450°С. Испытания порошка АНБ включали в себя продолжительный нагрев образца до указанной температуры в печи с воздушной атмосферой, дальнейшее охлаждение путем распыления охлаждение распылением 3%-ного раствора хлористого натрия или выдержка в парах кипящего 3%-ного раствора хлористого натрия в течение 1–3 мин и дальнейшая выдержка в камере с влажностью в течении суток.
В результате испытаний были получены следующие результаты:
Полученные результаты позволяют говорить о том, что в результате применения порошка АНБ заметно повышается КПД и тепловая мощность двигателя, сведен к минимуму износ дорогостоящих деталей (например, лопаток ротора турбины для авиастроения) и порошок отвечает главным требованиям к уплотнительным материалам: прочность, жаростойкость, сохранение деталей от окисления, эрозионная стойкость, антифрикционность, податливость при врезании деталей работающей системы, т.е. истираемость.
Результатом работы уплотнительного покрытия является отношение линейного износа уплотнительного материала к износу лопатки. В идеальном видении такой износ выглядит как 10:1, но в имеющихся реалиях соотношение 5:1 является удовлетворительным.
Решение вопроса уплотнений является весьма сложным, так как к таким материалам предъявляется ряд противоречивых требований, таких как жаростойкость и эрозионная стойкость, стойкость к коррозионному разрушению и в агрессивных средах (в воде, маслах или смазках, разрушающей атмосфере) и удовлетворительная истираемость.
Коррозионное разрушение – коварная проблема, которой подвержены детали горячего тракта авиационных двигателей (детали камеры сгорания, лопатки компрессора и газовой турбины, сопла и др). Металлы и сплавы этих деталей разрушаются в газовых потоках при высокой температуре. Основные компоненты газового потока – это сами продукты сгорания горючего, которые окисляются вследствие избыточной подачи воздуха. Также в потоке газа присутствуют другие продукты окисления топливных примесей, это соединения серы, соли калия, натрия, кальция и др., концентрация которых зависит от условий работы и температуры в камере сгорания.
Именно окисление, происходящее на высоких температурах, является основной причиной разрушения деталей горячего тракта двигателя. Воздействие чрезвычайно высокой температуры на рабочие детали приводит к образованию и отслаиванию окисных пленок, внутреннему окислению, образованию твердых растворов и образования соединений кислорода с компонентами сплава. Окисление, вкупе с рабочими нагрузками приводит к образованию на поверхностном слое микротрещин, напряжений, пор и зон с различной твердостью и прочностью.
Для того, чтобы предотвратить разрушающее воздействие вследствие высокотемпературного окисления, на рабочие детали и элементы наносят материалы, обладающие жаростойкими и защитными свойствами.
Один из таких материалов, зарекомендовавший себя в течении нескольких десятков лет – это порошок АНБ. Его наносят в качестве уплотнительного покрытия методом плазменного порошкового напыления. При необходимости, для увеличения прочности сцепления покрытия с основой создают подобную рваной резьбе нарезку и газоплазменным способом наносится тонкий подслой (до 0,2 мм) порошка ВКНА (ПН75Ю23В).
Порошок АНБ используется в случае необходимости использовать истираемое покрытие, которое имеет малое сопротивление изнашиванию, но, при этом, должно иметь высокую жаростойкость и прочность. Смысл в том, что величина зазора должна сохраняться в течении всего ресурса работы взаимодействующих элементов и деталей и быть эффективной.
Это сочетание свойств обеспечивается особенным строением многокомпонентных материалов, пористостью и свойствами добавленных связок в материал, а также технологией нанесения.
Порошок для напыления АНБ прошел многократные исследования и испытания на жаростойкость и термоциклирование при рабочей температуре компрессора (450°С), эрозионную стойкость, коррозионную стойкость и испытания на истираемость (так называемое «врезание») в паре с контртелом из титанового сплава типа ВТ8.
Измерение жаростойкости определяли при 450°С путем выдержкой в печи в течении 100 часов, а измерение массы осуществлялось каждые 25 часов.
Испытания на истираемость проводились путем измерения износа при рабочем, контактном взаимодействии образца уплотнительного материала и имитатора вращающейся лопатки при их сближении с определенной скоростью.
Также были проведены циклические испытания в количестве 10-ти ускоренного коррозионного процесса сплава при температуре порядка 450°С. Испытания порошка АНБ включали в себя продолжительный нагрев образца до указанной температуры в печи с воздушной атмосферой, дальнейшее охлаждение путем распыления охлаждение распылением 3%-ного раствора хлористого натрия или выдержка в парах кипящего 3%-ного раствора хлористого натрия в течение 1–3 мин и дальнейшая выдержка в камере с влажностью в течении суток.
В результате испытаний были получены следующие результаты:
| Свойства | Значения свойств покрытия АНБ |
| Плотность, г/см3 | 2–2,3 |
| Рабочая температура, °С | ≤450 |
| Жаростойкость (привес после 100 ч при 450°С), % | 0,2–0,3 |
|
Термостойкость (число циклов 450⇄20°С без видимых разрушений) |
≥100 |
| Истираемость (соотношение износов уплотнительного материала и лопатки) | (3–5):1 |
| Эрозионная стойкость, усл. ед. | 500–700 |
Полученные результаты позволяют говорить о том, что в результате применения порошка АНБ заметно повышается КПД и тепловая мощность двигателя, сведен к минимуму износ дорогостоящих деталей (например, лопаток ротора турбины для авиастроения) и порошок отвечает главным требованиям к уплотнительным материалам: прочность, жаростойкость, сохранение деталей от окисления, эрозионная стойкость, антифрикционность, податливость при врезании деталей работающей системы, т.е. истираемость.
АНБ- гранулированный порошок для уплотнительных покрытий