Покрытие ионно-плазменное

В настоящей работе рассмотрена вакуумная ионно-плазменная технология нанесения покрытий, являющаяся одной из эффективных способов формирований специфической структуры вдали от термодинамического равновесия. [c.174]

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ РЕАКТИВНОМ НАПЫЛЕНИИ ВАКУУМНЫХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ [c.178]

Ф = 5 10 приводит к отслаиванию тончайших участков покрытия и, как следствие, к разрушению покрытия уже на начальной стадии изнашивания. Разработка другого возможного варианта комплексной (ионно-плазменной и ионно-лучевой) модификации твердых сплавов связана с использованием сильноточных ионных и электронных пучков. [c.231]

Рис. 8.5. Процессы зарождения и роста покрытий при ионно-плазменной обработке

Кроме карбидов и нитридов титана, перспективными соединениями для покрытий являются бориды и нитриды кремния и бора, оксиды алюминия, циркония, хрома, а также алюминиды металлов. К настоящему времени разработаны покрытия сложного состава по типу (Ti- r) N и (Ti-Mo)-N. Однако обеспечение прочностных характеристик таких композиций требует более строгого соблюдения назначенных режимов ионно-плазменной обработки для получения двухфазной структуры нитридов металлов с составом, близким к стехиометрическому составу [92]. Недостаток указанных покрытий - их повышенная хрупкость. Устранение данного недостатка в определенной степени воз- [c.247]

Данная технология позволяет осуществлять модификацию поверхности нанесением многослойных покрытий путем совмещения операций ионно-плазменной и ионно-лучевой обработки При этом для ионно- [c.265]

В настоящее время в промышленности начинают применяться жаростойкие конденсированные покрытия типа Ме—Сг—А1—У, получаемые электронно-лучевым и ионно-плазменным методами [1]. Нанесенные в условиях отработанной и стабильной технологии конденсированные покрытия имеют однородный химический и фазовый состав, близкий составу испаряемого сплава. Это свойство конденсированных покрытий позволяет с новых позиций подойти к исследованию характеристик покрытий, а именно определять их на литых материалах, что значительно упрощает методику определения и вместе с тем обеспечивает достаточную точность результатов. [c.175]

Нами проводились исследования влияния ионно-плазменного покрытия TiN на механические свойства стали У8 с предварительным термическим упрочнением (закалка и отпуск). Растяжение плоских образцов сечением 2,5 X 3 мм осуществлялось на разработанном испытательном комплексе УНИК-1, состоящем (фото 1) из силового нагружающего блока 1 и двух контрольно-измерительных блоков 2, 3. Вертикально расположенная цепь нагружения силового блока позволяет реализовать несколько видов и схем нагружения, например растяжение, сжатие, изгиб [31, 32]. [c.24]

Таблица 3.1. Механические характеристики стали У8 с ионно-плазменным покрытием из нитрида титана

Рис. 4.19. Схема разрушения ионно-плазменного покрытия TiN с удовлетворительной (а) и неудовлетворительной 6) прочностью соединения покрытия с основой (метод царапания).

Линии наносятся до разрушения покрытия и его отрыва от основы На рис. 4.19 приведена схема разрушения ионно-плазменного покрытия из нитрида титана на поверхности детали, изготовленной из стали. [c.75]

Рис. 6.3. Пример использования метода искусственных баз для оценки эффективности ионно-плазменных покрытий из TiN на деталях ткацкого станка СТБ-330.

Pue. 6.7. Влияние ионно-плазменного покрытия TiN на коэффициент трения / стали 45 при скольжении без смазки. [c.102]

Данный метод позволил нам ценить износостойкость тонких (3—20 мкм) покрытий, напыленных на ионно-плазменных установках (рис. 6.12), и порошковых интерметаллидных покрытий, нанесенных струйно-плазменным методом, после дополнительной механической обработки шлифованием (рис. 6.13). [c.104]

Рас. 6.22. Влияние ионно-плазменного покрытия пз Т1К на износостойкость поверхности кронштейна ткацкого станка. [c.121]

Для увеличения срока службы деталей бесчелночных ткацких станков СТБ на их поверхность наносились износостойкие покрытия из нитрида титана толщиной 5—10 мкм на ионно-плазменных установках. Текстильной промышленности требуются детали, имеющие высокие характеристики не только поверхности (износостойкость, антифрикционность и др.), но и объема детали (прочность, пластичность, вязкость и др.). [c.121]

Нами оценивалось влияние плазменного и ионно-плазменного покрытий на трещиностойкость стали У8. Определяли значения Je, согласно рекомендаций [228], на компактных образцах толщиной 5 мм при сосредоточенном изгибе. [c.152]

Анализ полученных данных показывает, что влияние огрубления поверхности и стеснения пластической деформации, по-видимому, компенсируется в этом случае воздействием возникших при напылении благоприятных сжимающих напряжений, величина которых может быть достаточно высокой [246]. Нанесение ионно-плазменного покрытия не ухудшает трещиностойкости образца, значения, определенные для различных обработок, примерно одинаковы [c.152]

Как уже отмечалось, в последние годы наблюдается исключительно бурное развитие технологий нанесения защитных и износостойких покрытий. Результатом можно считать несомненные успехи в увеличении конструктивной прочности изделий, достигнутые за счет напыления покрытий детонационно-газовым, струйно-плазменным, ионно-плазменным и другими прогрессивными методами. Повышение надежности и долговечности деталей обусловлено не только технологиями, но и совершенством методик, используемых для изучения структуры и свойств покрытий и материалов с покрытиями. [c.192]

Рис. 2.14. Схемы термического осаждения (а) и ионно-плазменного нанесения покрытия (б)

Следовательно, качественное алюминиевое покрытие на подложке может быть сформировано, если средняя энергия частиц составляет не менее 0,65 эВ. Следовательно, термическое осаждение по сравнению с ионно-плазменным не обеспечивает хорошей адгезии покрытия и подложки. Это неоднократно отмечалось в исследованиях и на практике [41, 42]. [c.94]

Широкое применение нашли ионно-плазменные покрытия из нитрида и карбонитрида титана. Нагрев подложки до 500—800 К позволяет сохранить нанокристаллическую структуру покрытия. Методы получения и свойства покрытий и пленок тугоплавких соединений подробно обсуждаются в обзоре [150]. [c.52]

Предшественниками вакуумных ионно-плазменных методов нанесения покрытий и модифицирования поверхностных слоев являются методы химического осаждения из газовой фазы [4, 42, 54, 105] и термовакуумные методы [61]. [c.152]

В условиях ионйо-плазменнмх технологий для достижения критических параметров (при воздействии электронного и ионного пучков, вытянутых из плазм газового и злектродугового разрядов) происходит смена механизма диссипации энергии — переход от диссипации энергии по механизму теплопроводности к конвективным потокам, исследование формирования износостойких покрытий системы Ti(N, С) при ионно-плазменной технологии показали, что смена механизма диссипации энергии при фиксированных параметрах ионного и электронного пучков отвечает установлению изотермических условий на поверхности изделия, т. е. постоянство температуры. [c.174]

Задача второй области приложения триботехнологии - управление триботехническими характеристиками поверхностей трения - решается главным образом путем разработки специальных методов модифицирующей упрочняющей обработки. При этом модификация свойств поверхностных слоев трущихся деталей достигается модифицированием структуры или химического состава и структуры материала деталей. В этой области триботехнология тесно смыкается с трибоматериалове-дением как по решаемым задачам повышения триботехнических характеристик трибосопряжений, так и по используемым методам исследования. Современная триботехнология располагает большим числом технологических процессов, используемых в течение многих десятилетий или разработанных в последние 1()-15 лет. Основные из них следующие термическая обработка, диффузионно-термическая (химико-термиче-ская) обработка, поверхностно-пластическая деформация, ионно-плазменная модификация и нанесение покрытий, электронно лучевая обработка, ультразвуковая упрочняющая обработка, лазерное упрочнение, различные комбинированные методы модификации, [c.10]

Ионно-плазменная модификация поверхностных слоев сопровождается образованием тонких покрытий с особой структурой, которое происходит в неравновесных условиях. При взаимодействии ионных потоков на фанице подложки с гюкрытием происходят сложные физикохимические процессы, такие, как диффузия компонентов покрытия в материал основы, эпитаксиальный рост кристаллитов на подложке, текстурирование микрообъемов гюкрытия, образование хрупких соединений в области границы раздела. Вследствие протекания плазмохимических процессов при взаимодействии элементов покрытия с матрицей, а также с атомами рабочего газа возможно образование неравновесных структур, новых химических соединений и фаз нестехиометри-ческого состава. Проблемы получения качественных покрытий связаны с формированием однородных стехиометрических поверхностных слоев требуемого состава с высокой адгезией к материалу основы. Достиже- [c.181]

Кроме того, может наблюдаться противоположный эффект, т.е. массоперенос титана в материал подложки. Процесс массопереноса элементов покрытия при ионно-плазменном осаждении нитрида титана осуществляется радиационно-стимулированной диффузией и диффузией по границам зерен. При этом скорость диффузии зависит от размеров зерна массоперенос по фаницам более крупных рекристаллизованных зерен протекает в несколько раз медленнее, чем по границам мелких зерен. <1 азовый состав покрытия в зависимости от давления азота изменяется от трехфазного o.-Ti + TiiN + TiN [96] при давлении азота 6,6- 10 Па к двухфазному a-Ti + TiN при давлении азота 6,6 10 -Па и к однофазному при давлении азота 0,2 Па и выше. Количество металлического титана в структуре покрытия падает до нуля с увеличением давления азота при sa 0,5 Па [96]. По данным [c.184]

Основными причинами снижения износостойкости твердых сплавов с нитридотитановым покрытием являются диффузионные явления и глубинная коррозия с последующим хрупким отрывом [92, 116]. При 1ю-вышении скорости резания работоспособность инструментальных СЕ1ла-вов с ионно-плазменными покрытиями зависит также от сопротивля- [c.220]

Необходимым оборудованием для радиационно-энергетической обработки твердо-сплавных режущих пластин и инструментов являются вакуумная термическая печь, установка для нанесения покрытий, ускоритель сильноточных ионных пучков. Выбор режимов термической, ионно-плазменной и ионно-лучевой обработки осуществляется в соответствии с известными и специально разработанными технологическими рекомендациями. Наиболее важные варьируемые параметры технологического процесса - состав и толщина наносимого покрытия, плотность тока сильноточного ионного пучка, а также режимы окончательной термической обработки износостойкого комплекса. Стабилизационный отжиг, являющийся окончательной технологической операцией, желательно проводить в условиях вакуума с контролируемой скоростью охлаждения, которая регулируется циркуляцией инертного газа. Режимы и вид предварительной термической обработки назначаются для каждой марки твердого сплава, исходя из задач его дальнейшей эксплуатации, определяемых условиями трибомеханического нагружения модифицированного инструмента в прогдессс пезаиня. [c.267]

В ионно-плазменных методах нанесения покрытий используется также низкотемпературная плазма. Наиболее распространена КИБ-конденсация из плазменной фазы в условиях ионной бомбардировки поверхности. Некоторые практические вопросы нанесения ионноплазменных покрытий изложены в обзорах А. И. Григорова и О. А. Елизарова [12] и Л. М. Джеломановой [13]. [c.12]

Т а б л и ц а 3.2. Влияние ионно-плазменного покрытия из TiN на мапоцикловую выносливость стали У8 [c.37]

В частности, нами определялась усталостная прочность образцов из стали У8 с напыленным на ионно-плазменной установке нитридом титана. Время напыления 30—60 мин. Механические свойства контрольных образцов и образцов с нанесенным покрытием даны в табл. 3.1. Контрольные образцы находились в камере вместе с напыляемыми. Перед усталостными испытаниями покрытие TiN с них сошлифовывалось. Испытания проводились на установке,, представленной на фото 3. Результаты испытания приведены в табл., 3.2. Установлено положительное влияние покрытий из TiN на малоцикловую выносливость. [c.37]

При хорошем качестве нанесенного ионно-плазменного покрытия и его высокой прочности соединения с основой при скрайбирова-нии наблюдается пластическая деформация покрытия и основы (см. рис. 4.19, а). Глубина внедрения индентора рассчитывается по формуле к — 0,29 Ь, где к — глубина, Ь — ширина риски в мкм Качество соединения покрытия с основой оценивается минимальной глубиной риски /1т1п1 при которой наблюдается разрушение покрытия и его отслаивание от основы (см. рис. 4.19, б). [c.75]

Исследоваиия износостойкости ионно-плазменного покрытия TiN в условиях, сходных с условиями работы режущего инструмента [13], подтверждают целесообразность применения этого покрытия в инструментальном производстве. Вместе с тем комплекс физико- механических свойств, присущий покрытию TiN, позволяет предположить, что данное покрытие может успешно использоваться также при изготовлении и восстановлении деталей машин, работающих в условиях трения скольжения, и особенно без смазки. Для проверки такого вывода нами на машине СМТ-1 проводились исследования влияния ионно-плазменного покрытия TiN на коэффициент трения при скольжении термообработанной стали 45 (НЕС 35- 37) в условиях, характерных для работы ряда деталей ткацких станков небольшие (до 5 МПа) удельные Нагрузки на поверхности трения отсутствие смазывающей жидкости высокая (до 20 м/с) скорость скольжения. [c.101]

Испытаны детали кронштейна нитедержателя после ионно-плазменного напыления в контакте с нитедержателем. Износ оценивался с помощью метода искусственных баз. В сравнении с деталями, обработанными на заводе, установлено увеличение износостойкости покрытия на напыленных деталях в 3,4 раза (рис. 6.22). [c.122]

Механические свойства основного металла, определенные после нанесения ионно-плазменного покрытия из нитрида титана отличаются незначительно, независимо от времени нагрева при напылении (сГ(, 2 = 1150 МПа Ов = 1400 МПа б = 5,5% ф = 36%). Структура стали У8 — отпущенный сорбит. Металлографические исследования показали, что даже на нетравленных шлифах граница между покрытием и основой проявляется сравнительно четко, покрытие копирует рельеф металла. На участках, нормальных к направлению движения напыляемых частиц, толщина покрытия больше, чем на остальных. Поверхность покрытия неровная, наблюдаются впадины и бугры. Дно крупных впадин, имеющих форму усеченного конуса, обычно опцавлено, края гладкие. Аналогичные образования были обнаружены при исследовании поверхности покрытия на растровом микроскопе [246]. Полагают, что в данном случае имеет место химическое взаимодействие материалов покрытия и основы. Результаты определения трещиностойкости приведены в табл. 8.1. [c.152]

Диффузионное хромирование является одним из перспективных способов повышения долговечности труб из перлитных марок сталей, работающих в интервале температур интенсивного окисления металла. Хром позволяет получить на поверхности труб плотную и прочную окисную пленку СГ2О3, которая хорошо защищает трубы от окисления. Разработана технология ва-куум-диффузионного хромирования труб и ионно-плазменного напыления хромового покрытия на поверхность сварных труб. [c.244]

Весьма перспективно применение вакуумных ионно-плазменных методов — с ионным распылением и азотированием, методов КИБ, ПУСК, РЭП, распыление моноэнергетическими пучками ионов, с помощью магнетрон-ных распылительных систем. Износостойкие покрытия из нитридов, карбидов, окислов, сложных соединений, алмаза и др., а также антифрикционные покрытия из халькогенидов металлов, полимеров и других материалов наносятся при помощи реактивных методов с участием плазмо-химических реакций. Особенно перспективно применение указанных методов к прецизионным парам, насосам, топливной аппаратуре, газовым подшипникам, гидроприводу, точным направляющим и устройствам. Для обработки поверхностного слоя материала в целях повышения износостойкости используется ускоренный поток ионизированных атомов с энергией 100— 200 кЭВ в вакууме, с глубиной проникновения ускоренных ионов 0,1 мкм. Ионная имплантация применяется также для изменения триботехнических свойств, повышения коррозионной стойкости и прочности сцепления покрытия с основой. [c.200]

Суш,ествует много традиционных способов создания поверхностных слоев с повышенной износостойкостью [15, 27, 65. 68]. Наиболее широко применяются методы поверхностной закалки, поверхностного наклепа, различные химикотермические способы обработки (в первую очередь цементация и азотирование) и т. д. Все шире применяются методы, основанные на воздействии на поверхностные слои деталей потоков частиц (ионов, атомов, кластеров) и квантов с высокой энергией. К ним следует отнести в первую очередь вакуумные ионно-плазменные методы [26, 33, 34, 45, 71, 104] и лазерную обработку [16, 23, 38, 104]. Суш,ест-венио развились также способы осаждения покрытий из газовой фазы при атмосферном давлении и в разряженной атмосфере [1, 42, 54, 105]. Мош,ный импульс получило применение газо-термических методов нанесення покрытий в связи с развитием плазменных- [c.152]

Для образования качественного покрытия при более низких температурах деталей необходимо повысить энергию конденсирующихся на них частиц. При соударении с твердой поверхностью частиц с достаточно высокой энергией в микрообъемах создаются условия, при которых обеспечивается образование химических связей без объемного нагрева деталей (что лежит в основе всех вакуумных ионно-плазмениых методов нанесепня покрытий). В образовании пок )ытия при этих метода участвуют нейтральные и возбужденные частицы (атомы, молекулы и кластеры) с высокой энергией (превышающей в десятки и сотнн раз энергию тепловых гтомов и молекул) и ионы, энергию которых можно варьировать в широких пределах изменением ускоряющего напряжения. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...