Ионно-вакуумное нанесение покрытий

Процесс ионно-вакуумного нанесения покрытий состоит из следующих этапов [c.424]

Григорьев А. И. Установка Пуск-77-1 для нанесения ионно-вакуумных износостойких покрытий на обрабатывающий инструмент. — Технология автомобилестроения, 1978, № 6, с. 42—48. [c.186]

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

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]

Применительно к нуждам машиностроения вакуумные ионно-плазменные методы нанесения покрытий и создания модифицированных поверхностных слоев можно условно разделить на четыре группы а) ионно-диффузионные методы, осуществляемые в тлеющем разряде б) методы,основанные на явлении катодного распыления в разряде постоянного тока и в высокочастотном разряде в) ионное осаждение г) ионное легирование и внедрение (имплантация). [c.154]

Глава 1 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ, ВАКУУМНЫХ И ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ и ионной ИМПЛАНТАЦИИ [c.419]

По физическим условиям реализации процесса нанесения покрытий (для газотермических, вакуумных способов нанесения покрытий, ионной имплантации). В случае газотермических методов нанесения необходим генератор горячих газовых струй, нагревающих и ускоряющих частицы материала, образующие покрытие. При вакуумных методах обязательным условием является создание достаточно разреженной среды с малым содержанием посторонних включений. Ионная имплантация характеризуется наличием источника ионов с высокой энергией. [c.419]

Вакуумные методы нанесения покрытий и модифицирования поверхности (электроннолучевой и ионно-плазменный методы, термоионное и катодное распыление, ионная имплантация и др.), а также электроискровое легирование и лазерная обработка основаны на использовании электрической энергии. Источники питания, как правило, являются специализированными и во многих случаях входят в состав установки для нанесения покрытий или обработки поверхности. [c.420]

Тонкие вакуумные покрытия, ионная имплантация и другие виды обработки, затрагивающие чрезвычайно тонкие поверхностные слои, находят все большее применение. Механизм их воздействия на фрикционные характеристики не раскрыт, что тормозит поиск оптимальных видов и режимов модификации. Термин упрочняющая обработка не следует понимать буквально в смысле повышения твердости поверхностных слоев, что подтверждается успешным использованием как пластичных, так и высокопрочных покрытий. В обоих случаях вследствие нанесения покрытий повышается износостойкость, снижается коэффициент трения. [c.26]

Применение обезжиривания в водных щелочных растворах и ультразвуковой очистки позволяет получить поверхность с высокой степенью чистоты, однако для нанесения покрытий методами вакуумной технологии этих операций недостаточно. При использовании электродугового нанесения покрытий очистку поверхности проводят обработкой ее потоком ускоренных ионов. [c.122]

Попытка количественного сравнения различных методов нанесения покрытий в вакууме предпринята авторами работы [245], причем в каждом из методов учтены их разновидности. Так, метод термического напыления рассмотрен с точки зрения резистивного метода нагрева испаряемого материала, электронно-лучевого и взрывного с непрерывной догрузкой тигля порошком испаряемого материала. В методе катодного распыления рассмотрены обычное высокочастотное распыление и высокочастотное распыление при наличии отрицательного потенциала на подложке. Метод ионного осаждения представлен процессами с применением плазмы, получаемой в разряде постоянного напряжения и в высокочастотном поле, причем каждая из этих разновидностей рассмотрена с точки зрения резистивного и электронно-лучевого испарителя. Для возможности сравнения все рассматриваемые процессы нанесения покрытий были отнесены к вакуумной камере одного и того же размера — цилиндр диаметром 60 см. [c.16]

Сравнение энергозатрат при электролитическом и вакуумном методах нанесения покрытий показывает, что по расходу энергии на единицу массы покрытия (без учета потерь) преимущество на стороне вакуумного метода, так как теплота испарения большинства металлов меньше энергии, необходимой для перемещения ионов этих же металлов в электролите от анода к катоду. Из законов электролиза следует, что особенно велики расходы энергии при электролитическом нанесении металлов с малой относительной атомной массой и высокой валентностью. [c.217]

Процессы, происходящие в газовом разряде, настолько сложны и разнообразны, что часто трудно выделить причину, по которой произошло изменение адгезионных свойств обрабатываемой поверхности. Некоторые авторы считают, что под действием ударов положительных ионов, ускоренных в электрическом поле, поверхность нагревается до высокой температуры, и вследствие этого происходит обезгаживание и удаление адсорбированных посторонних включений. Если бы обработка разрядом сводилась только к очистке поверхности от загрязнений, то эффект от его действия не сохранялся бы до нанесения покрытия, так как в процессе откачки вакуумной камеры, которая длится 5—10 мин, происходит повторное загрязнение адсорбированными газами и парами. [c.335]

Прочность сцепления покрытия с подложкой очень высокая Ов достигает 350 МПа. Между покрытием и основой образуется переходная область переменного состава не в результате обычной диффузии, а вследствие проникновения в глубь подложки частиц и ионов с высокой кинетической энергией. Адгезия покрытий, полученных методом катодного распыления, выше, чем у покрытий, нанесенных обычным вакуумным напылением. Покрытия толщиной около 1 мкм, осажденные катодным распылением, имеют беспористую мелкозернистую структуру в отличие от традиционных вакуумных покрытий, у которых преобладает столбчатая структура со значительными напряжениями и сквозными порами. [c.31]

Рассмотрим результаты разработки новой технологии нанесения покрытий. Как известно, гальванические химические процессы, широко распространенные в промышленности для нанесения покрытий, являются основой экологически грязных технологических цехов и обладают принципиальными недостатками. По сравнению с ними развивающиеся под руководством директора Центра плазменной технологии Академии технологических наук Российской Федерации, академика АТН РФ Ивановского Г.Ф. методы вакуумно плазменно-дугового нанесения покрытий с ионной очисткой имеют следующие достоинства [c.23]

Поверхностные свойства обеспечиваются как нанесением защитного слоя или покрытия, так и преобразованием поверхностного слоя металла при помощи химических, физических, механических методов, диффузионным насыщением, методов химико-термической обработки. Активно развиваются методы электронно-лучевой и лазерной закалки, вакуумное физическое и химическое напыление износостойких покрытий, ионное азотирование и др. [c.199]

Перспективен способ вакуумного конденсационного напыления с ионизацией потока напыляемых частиц, стимулируемых плазмой. Часто его называют ион но-плазме иным. Способ применяют для нанесения износостойких покрытий с особыми свойствами толщиной до 0,02 мм. Для этой цели выпускают установки ИЭТ-8И2, ННВ-6,6И1, ВУ-1Б. С помощью установки Булат-ЗТ , например, наносят покрытия на детали топливной аппаратуры и режущий инструмент. [c.374]

Остановимся кратко на особенностях режимов нанесения кадмиевых покрытий. Один из режимов кадмирования описан в работе [142]. Поверхность детали обезжиривают в парах органического растворителя и подвергают пескоструйной обработке в сухой комнате с искусственной атмосферой, имеющей очень низкую точку росы (—20° С), для устранения возможности попадания влаги на очищенную поверхность детали. Подготовленные таким образом детали укрепляют на специальном держателе, который после завешивания образцов вдвигается на специальных салазках в вакуумную камеру. В процессе откачки при давлении 8 Па в камере возбуждается тлеющий разряд и осуществляется ионная бомбардировка поверхности деталей. Положительный полюс высоковольтного источника (5 кВ, 4 А) постоянного тока подведен к изолированному электроду, расположенному вблизи стенки камеры. Отрицательный полюс источника, камера и держатель с деталями заземлены. Таким образом, защищаемая поверхность деталей является катодом тлеющего разряда. Обработка в разряде осуществляется до тех пор, пока давление не достигает 5 Па. Давление в камере к началу процесса кадмирования составляет 1,1-10-2 Па. [c.133]

Карбидо-титановые покрытия (КТП) используются для улучшения противоизносных свойств, в частности, при абразивном изнашивании (23]. В нашей работе [24] КТП толщиной 6-10 мкм наносились на ролики из стали Ст-20 методом вакуумного ионно-плазменного напыления. Для оценки противоизносных свойств КТП использовали описанную в разделе 1 экспрессную методику. Для сравнения испытывали также образцы из незакаленной и закаленной хромированной стали 40Х без нанесения на них КТП. [c.186]

В качестве технологических способов поверхностного упрочнения и тестируемых материалов были выбраны гальвано-хи-мические и химико-термические (ТХ, ХТ) промышленные методы (цементация, нитроцементация, азотирование и борирование), покрытия из окиси алюминия, пластифицированной окисью титана, нанесенного методом плазменно-порошкового напыления (ППН), карбиды хрома, осажденные из металлоорганических соединений (МОС) и ионно-плазменных вакуумных покрытий, полученных методом КИБ (конденсация ионной бомбардировкой) по авторским методикам на основе нитридов циркония и титана табл. 2. Покрытия на основе нитридов титана представлены различными модификациями с использованием добавок нитридов хрома и алюминия. [c.87]

Таким образом, в результате разработки принципов формирования полифункциональных покрытий и ионно-плазменной вакуумной технологии их нанесения получены покрытия, которые обеспечивают увеличение [c.90]

Инструментальные блоки - Конструирование по модульному принципу 608 - Податливость 606 Инструментальный материал дпя лезвийной обработки 122 Ионная имплантация 414 Ионно-вакуумное нанесение покрытий 424 Исмит 590, 591 [c.833]

Повышение качества модифицированных поверхностных слоев требует создания специальных установок, позволяющих реализовать технологический процесс нанесения многослойных ионно-вакуумных покрытий в едином вакуумном цикле [169]. В этом случае модификация материалов путем нанесения многослойных покрытий с регулируемой адгезией осуществляется методами конденсации ионной бомбардировкой, магнетронного распыления и ионной имплантации. На основе метода ионной имплантации получили развитие способы многоэлементной импульсно-периодической имплантации, высококонцентрационной имплантации и ионно-лучевого перемешивания [167]. [c.262]

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]

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]

При нанесении покрытий TiN, (Ti — r)N вакуумно-плазменным методом на МТИ контролировали температуры процессов ионной бомбардировки и конденсации покрытия. Для снижения вероятности образования хрупкой т)-фазы температуру поддерживали в пределах 500—600°С. Контроль микрошлифов образцов ВКб с покрытиями TiN и (Ti — r)N с использованием микроанализатора Камека показал полное отсутствие зон диффузионного переноса из твердого сплава в покрытие (контролировали перенос элементов кобальта, вольфрама, титана и азота). С учетом сильного влияния давления в рабочей камере вакуумно-плазменной установки на свойства покрытий оптимизировали величину давления до уровня, при котором снижалась хрупкость покрытий TiN, (Ti — r)N. Большая пластичность вакуумно-плазменных покрытий за счет мелкозернистого столбчатого строения, отсутствие переходной т]-фазы позволили увеличить их толщину до 6— 8 мкм. [c.156]

Используя достоинства метода КИБ, были разработаны состав и технология ионно-плазменного вакуумного нанесения нит-ридтитановых покрытий на титановые лопатки компрессора авиационного двигателя и газоперекачивающего компрессора. Для лопаток из титановых сплавов (Т1-А1-У и Т1-А1-Мо) получено увеличение усталостной прочности до 20-24 %. [c.89]

Выбор способа химико-термической обработки обусловлен не только требованиями, предъявляемыми к поверхностному слою, но и температурой, прн которой выполняется эта обработка, и теплостойкостью стали. Наиболее универсальными и эффективными методами упрочнения поверхностного слоя инструментов из быстрорежущих сталей является жидкое цианирование, карбонитрация, ионное азотирование и вакуумно-плазменное нанесение износостойких покрытий. Основные способы химико-термической обработки, применяемые в качестве заключительной операции для повышения стойкости инструментов из быстрорежущих сталей, приведены в табл. 18. [c.613]

Результаты исследований показывают, что наличие тонкого слоя титана после ионной очистки в дальнейшем, при нанесении вакуумного покрытия, приводит к образованию диффузионно-сцепленных зон между основой (армко-железо) и материалом покрытия, что позволяет значительно улучшить его физикомеханические характеристики, в частности, адгезионную прочность. Это подтверждается тем фактом, что с увеличением времени ионной очистки происходит увеличение микротвердости наносимого впоследствии карбонитридного покрытия. Так, при увеличении времени ионной очистки армко-железа с 60 до 300 с микротвердость нанесенного на его поверхность карбонитрида титана возросла более чем на 15%. При наличии резкой межатомной границы несоответствие типов кристаллической решетки и ее периодов ориентации отдельных зерен, различие в строении валентных оболочек не позво.тяют достичь высокой адгезии. Дополнительные проблемы создают несоот- [c.148]

Другим методом нанесения тонких износостойких покрытий является метод катодного напыления и ионной бомбардировки. Сущность этого метода заключается в том, что с помощью электро-дугового испарителя наносимый на поверхность инструментов материал (титан, молибден) в вакуумной камере переводится в парообразное состояние (вакуум 1,33-10 —1,33-10 Па). При наличии напряжения на катоде (анодом служит обрабатываемое изделие, а катодом — металл-испаритель) и подачи в камеру азота или другого газа, содержащего азот, ионы испарившегося металла, взаимодействуя с ионами азота, образуют нитриды испарившегося металла (молибдена или титана) и осаждаются на поверхности инструментов, создавая тонкую пленку (0,004— 0,008 мм). Для равномерного нанесения пленок на режущие кромки многозубых инструментов последние загружаются в специальный барабан камеры и вращаются относительно катодов. В настоящее время для упрочнения твердосплавных пластинок износостойкой пленкой выпускаются установки моделей Бу-лат-2м и Вулат-Зм . Основные технические характеристики установки Булат-2м приведены ниже. [c.369]

Порошок циркония для целей вакуумной техники не должен содержать Ре, Са, М , А1, 2п, 5п, РЬ, Аз, ЗЬ, А5 и других легко испара-ющихся металлов так как в противном случае при нагревании покрытых порошком циркония деталей электронных приборов эти ме- аллы будут осаждаться на стенках оболочки. Как видно из анализов циркония, приведенных в табл. 7-1-2, этим требованиям отвечают далеко не все порошки. Поэтому детали, покрытые порошком не очень чистого циркония, перед употреблением в электронных приборах подвергают предварительному отжигу в специальных устройствах (например, в вакуумных кварцевых колпаках) при 1 300° С [Л. 71]. Проще производить предварительную очистку порошка циркония перед его использованием. При этом материал кипятят по 20 мин сначала в 10%-пой НСР , потом в 5%-пой НСР 5 и, наконец, несколько раз подряд в дистиллированной воде. После этого порошок промывают кипящей дистиллированной водой до полного исчезновения ионов хлора. После ополаскивания в спирте и просушивания при 130° С в сушильном шкафу порошок очищают от летучих примесей отжигом при 1 000° С, например под кварцевым колпаком током высокой частоты в вакууме (<10 мм. рт. ст. во время отжига, <10 5 рз- ст. после охлаждения ). Легко воспламеняющийся в этом виде материал непрерывно размалывают в корундовой или, что еще лучше, агатовой мельпице при большом числе оборотов в течение 1 недели под слоем метилового спирта до тех пор, пока зерно не достигнет величины 5—15 мк, а потом высушивают. Порошки, которые должны быть использованы впоследствии для нанесения методом пульверизации (см. гл. 28), сначала хорошо высушивают и хранят в ксилоле, пред- [c.343]

Свойства износостойких покрытий зависят от технологии их нанесения, которая в деталях не освещается в технической литературе. Из химико-термических методов образования покрытий отметим распространенный метод термодиффузионного насыщения - ДТ. Из методов химического осаждения покрытий - метод ХОП с зарубежным обозначением VD, карбидотитановое покрытие ГТ и метод вакуумного титанирования КВТК из методов физического осаждения покрытий (ФОН) с зарубежным обозначением PVD - отечественный метод конденсации в условиях ионной бомбардировки КИБ, а также методы реактивного электронно-лучевого плазменного осаждения покрытий РЭП. К группам ХОП относится шведская технология G (гамма коутинг), австрийская GM, к группе ФОН - метод активизированного реактивного напыления ARE. [c.166]

Определение сопротивления термической усталости различных покрытий [234] проводили по методике, описанной в п. 5.2. Аттестации подвергались как диффузионные покрытия, нанесенные по шликерной и суспензионной технологиям (Al-Si и r-Fe), так и покровные, нанесенные с использованием плазменной в защитной атмосфере, магнетронной, ионно-плазменной, вакуумно-дуговой и электронно-лучевой технологий (системы o-Ni- frAl-Y, o- r-Fe-Zr02, Ni- r-W-Ti, гЮг+УгОз). Кроме того, п юводш1ись работы по исследованию различных многослойных покрытий. [c.369]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...