Нанесение алмазоподобных покрытий на поверхности колец из карбида кремния сухих газовых уплотнений для компрессоров высокого давления

Abstract

Разработан процесс нанесения алмазоподобных покрытий (АПП) без использования промежуточного металлического подслоя на торцевые поверхности кольцевых элементов из карбида кремния для сухих газовых уплотнений (СГУ) компрессоров высокого давления. Адгезия АПП к материалу подложки обеспечивается в результате подачи высоковольтного импульсного потенциала смещения на подложку во время осаждения. Вследствие модернизации источника вакуумно-дуговой плазмы значительно увеличена скорость перемещения катодного пятна вакуумной дуги по поверхности катода, что позволяет избежать перегрева подложки и достичь твердости АПП 30…40 ГПа. Кольцевые элементы СГУ из карбида кремния диаметрами от 120 до 200 мм, защищенные разработанными АПП, удовлетворяют требованиям предприятия-изготовителя СГУ и используются в производстве компрессоров высокого давления.

Розроблено процес нанесення алмазоподібних покриттів (АПП) без використання металевого прошарку на кільцеві елементи сухих газових ущільнень (СГУ) з карбіду кремнію для компресорів високого тиску. Адгезія АПП до основи забезпечується за рахунок подання високовольтного імпульсного потенціалу зміщення на підкладку під час осадження. Внаслідок модернізації джерела вакуумно-дугової плазми значно збільшена швидкість переміщення катодної плями вакуумної дуги по поверхні катоду, що дозволяє уникнути перегріву основи та досягти твердості АПП 30…40 ГПа. Кільцеві елементи СГУ з карбіду кремнію діаметрами от 120 до 200 мм, які захищені розробленими АПП, задовольняють вимогам підприємства виробника СГУ та використовуються у виробництві компресорів високого тиску.

Process of diamond-like coatings (DLC) deposition without use of the metallic sub-layer on surfaces of the ring-shaped elements made of SiC for dry gaseous seals (DGS) developed. High adhesion level achieved as a result of use the high voltage pulsed substrate bias potential. Modernization of the vacuum arc plasma source allowed accelerate the cathode spot motion, exclude substrate overheating and increase the DLC hardness to 30…40 GPa. Ring-shaped elements for DGS of 120…200 mm in diameter made of SiC, coated with the DLC developed, satisfy the manufacturer demands and use in the industrial manufacture of the high pressure compressors.