Композиционные покрытия металлов

Одним из способов получения композиционных покрытий, состоящих из металлической матрицы и распределенных в ней дисперсных частиц, является химическое осаждение из суспензий [1]. Этот метод основан на каталитическом восстановлении иона металла в растворе, содержащем соответствующий восстановитель, и последующем совместном осаждении металла и частиц дисперсной фазы (ДФ) на покрываемой поверхности. Механизм образования таких покрытий еще недостаточно исследован. [c.81]

В работе проведены исследования по изучению возможности защиты стальных теплообменников от коррозии путем нанесения композиционных покрытий, устойчивых к воздействию высоких температур, обладающих достаточно высокой теплопроводностью и хорошей прочностью сцепления с металлом. [c.241]

Для получения покрытий металл — тугоплавкое неметаллическое вещество путем плазменного напыления необходима тщательная предварительная подготовка порошков, обеспечивающая их равномерное распределение в композиционном покрытии [157, с. 87—96]. Для внесения в плазму применяют следующие виды порошков [c.247]

В случае спекания порошковых смесей или композиционных порошков гетерогенная структура покрытия формируется вследствие полного или частичного сохранения исходной структуры порошковых частиц. Такие покрытия получают газотермическим напылением, электро-контактной приваркой, а также гальваническим осаждением материалов. Возможности конструирования этих покрытий с различным сочетанием упрочняющих и матричных фаз значительное шире, чем у слоев, получаемых кристаллизацией из расплава. Создание композиционного покрытия базируется на основе сочетания в объеме покрытия материалов различных классов, обладающих различными исходными свойствами (металл, керамика, полимер). Природа исходных компонентов, их фазовое состояние и соотношение, состояние границы раздела фаз и создание заданной микро- и макроструктуры определяют свойства композиционного покрытия. [c.146]

Электродуговое напыление применяется для нанесения коррозионно-стойких покрытий из алюминия или цинка на строительные покрытия и износостойких покрытий из стали, бронзы и других материалов при восстановлении деталей. Перспективно напыление композиционных покрытий. Коррозионно-стойкие покрытия из цветных металлов рационально наносить только электродуговым напылением. [c.347]

Изготовление гофрированных и плоских полупрозрачных листов — это самое старое непрерывное промышленное производство композиционных материалов. Однако машины с микропроцессорным управлением, предназначенные для непрерывной облицовки фанеры и других заполнителей композиционным материалом, получения конструкционных и покрытых металлом листов, трехмерных армированных изоляционных панелей, прямых и изогнутых конструкций с переменным поперечным сечением и меняющимися объемными пропорциями, уже внедряются в промышленность или разрабатываются, по мере того как непрерывная технология производства композитов идет в ногу с нуждами промышленности. [c.249]

Методы PVD универсальны с точки зрения получения гаммы моно-слойных, многослойных и композиционных покрытий на основе нитридов, карбидов, карбонитридов, оксидов, боридов тугоплавких металлов IV-VI групп Периодической системы химических элементов и позволяют реализовывать процессы нанесения при температурах 500...600 °С, что обеспечивает возможность их применения для инструментальных сталей и твердых сплавов. [c.95]

Метод вакуумно-дугового испарения широко применяется в отечественной инструментальной промышленности. Этому способствует высокая скорость нанесения покрытий, хорошая прочность адгезионной связи покрытия с инструментальной матрицей, возможность управления процессом нанесения и формирования композиционных покрытий с требуемым комплексом свойств. В то же время этот способ имеет существенный недостаток - наличие капельной фазы в покрытии, образующейся в результате поглощения газов металлами с частичным образованием жидкого раствора и неравномерности микро- и макроструктуры распыляемого катода. Поэтому выбор технологических режимов нанесения покрытий производится исходя из условий минимального образования капельной фазы. [c.101]

В данной работе авторы преследовали цель систематизировать и обобщить имеющиеся в литературе данные, а также собственный опыт в области создания и исследования свойств покрытий на основе тугоплавких соединений и металлов. При этом под термином тугоплавкие понимались металлы, сплавы, соединения и композиционные материалы с температурой плавления, как правило, не ниже 1500° С. Исключение составляют боридные покрытия на сплавах железа, ряд интерметаллидных и композиционных покрытий, у которых температуры плавления ниже 1500° С, но они находят широкое практическое применение вследствие других ценных технологических свойств (твердости, износостойкости, коррозионной стойкости). [c.4]

Покрытия, получаемые методами напыления (газопламенного, плазменного и детонационного), занимают особое место. Наряду с диффузионными и осаждаемыми из газовой и паровой фазы покрытиями они наиболее широко используются на практике [8, 82, 120—124]. Это обусловлено преимуществами метода напыления, основные из которых высокая производительность процесса напыления незначительная температура (обычно не выше 200— 300° С), до которой нагревается поверхность покрываемого изделия универсальность в использовании материалов покрытий (металлы и сплавы, бескислородные и кислородсодержащие тугоплавкие соединения, керметы и другие композиционные материалы) возможность без особого труда покрывать открытые поверхности крупногабаритных изделий и конструкций, в частности листовых, тонкостенных возможность наносить покрытия на поверхности не только металлов, но и пластмасс, керамики, графита, дерева и других материалов относительная простота технологии самого процесса напыления. [c.111]

Композиционные покрытия на основе двойных, тройных систем нитридов тугоплавких металлов IV—VI групп Периодической системы элементов для исследований фрикционных свойств инструментальных материалов были получены при оптимальном соотношении технологических параметров процесса КИБ.. [c.64]

Экспериментальные данные табл. 15 свидетельствуют о высокой устойчивости композиционных покрытий (Ti— r)N, (Zr/Hf— r)N и (Ti/Nb— r)N, которые значительно повышают стойкость образцов из твердых сплавов и быстрорежущих сталей против окисления на воздухе при повышенных температурах по сравнению с одинарными нитридами тугоплавких металлов. [c.71]

Кристаллохимические свойства и состав элементов соединений композиционных покрытий выбирали такими, чтобы обеспечить максимальное снижение склонности к схватыванию по отношению к обрабатываемому материалу. Как известно, эта склонность снижается при достаточно сильном отличии кристаллохимического строения контактирующей пары. В частности, для поверхностных слоев композиционных покрытий оказалось выгодным вводить в их состав соединения (нитриды, карбиды, карбонитриды) VI группы переходных металлов, которые имеют большое количество модифицированных фаз, существенно отличающихся по строению от строения большинства труднообрабатываемых материалов. Эти слои могут обеспечить высокую пассивность композиционного покрытия по отношению к обрабатываемому материалу. [c.162]

Несмотря на полученные достаточно хорошие результаты при использовании композиционных покрытий на основе соединений гафния, циркония, ниобия и других металлов, следует отметить, что для широкого промышленного внедрения целесообразно использовать композиционные покрытия на основе соединений титана, циркония и молибдена. С этой целью проведены исследования по оптимизации составов покрытий на основе нитридов соединений Т1—Сг и Т1—Мо. [c.165]

В качестве антифрикционных материалов — неметаллические материалы (графит, дисульфид молибдена), металлы и сплавы, не содержащие свинца (серебро и его сплавы, сплавы никеля и т. д.), композиционные покрытия с включениями неметаллических антифрикционных частиц на основе меди, никеля, железа, серебра и других матриц. [c.241]

Для нанесения композиционных покрытий на цилиндрические поверхности предложена установка, описанная в работе [127]. Она позволяет одновременно проводить приготовление суспензий и осаждение покрытий благодаря сообщению суспензии возвратно-поступательного перемещения относительно электролизера и покрываемых изделий. Поток суспензии движется к поверхности детали, где частицы закрепляются и заращиваются матрицей. Скорость перемещения суспензии выбирают в зависимости от плотности частиц и выхода металла. Амплитуду перемещения суспензии (вверх-вниз) выбирают в зависимости от геометрии деталей. [c.261]

Фосфатные пленки можно считать композиционным покрытием. В первую очередь это следует из механизма гетерофазной кристаллизации фосфатов по активным центрам поверхности фосфатируемого металла. Покрытие [c.278]

Электроискровую обработку применяют для упрочнения поверхностного слоя металлов деталей машин, пресс-форм, режущего инструмента. Упрочнение состоит в том, что на поверхность изделий наносят тонкий слой какого-либо металла, сплава или композиционного материала. Подобные покрытия повышают твердость, износостойкость, жаростойкость, эрозионную стойкость и другие характеристики изделий. [c.403]

В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. указывается, что одним из элементов создания материальной базы коммунизма в условиях научно-технической революции является преобладающее применение новых материалов для оптимизации параметров машин и установок. Для этих целей весьма перспективными являются композиционные материалы. Одним из путей получения таких материалов может быть нанесение на металлы покрытий из тугоплавких неметаллических соединений. [c.3]

Характеристики вязкости разрушения, полученные при испытании однородных образцов, служат прежде всего для расчетов прочности изде.чий с учетом наличия в них дефектов в виде трещин. Используя положения линейной механики разрушения, можно определить критический размер трещин, при котором произойдет хрупкое разрушение, или оценить уровень разрушающих напряжений при данной величине дефекта. Что касается результатов, полученных на образцах с покрытиями, то их использование в аналогичных расчетах в настоящее время затруднено. Это связано с тем, что пока еще не разработан комплексный подход к проведению расчетов прочности для композиционного материала, каким можно представить основной металл с нанесенным на него покрытием. [c.153]

Всесторонний анализ структуры и свойств материалов с покрытиями поможет реализовать на практике комбинированное упрочнение, при котором покрытие обеспечивает," например, повышенную износостойкость, жаростойкость, а объемно упрочненный основной металл обладает достаточным запасом трещиностойкости. При этом успешно используются все главные дислокационные механизмы управления структурой создание субзерен, полигонов ячеек и зеренных микроструктурных барьеров — для упрочнения объема выделение дисперсных фаз, введение растворенных атомов замещения и внедрения и увеличение плотности дислокаций — для формирования специальных свойств поверхности. Полученное таким образом композиционное изделие будет удовлетворять требованию гармоничного сочетания надежности долговечности прочности, [c.193]

Можно ли практически снизить массу Опыт разработки космических кораблей свидетельствует, что во многих случаях использование композиций не приводит к облегчению конструкции. В 1968 г. был специально проведен анализ конструкции командного модуля Апполона , чтобы выявить места, где композиции помогли бы снизить массу. Модуль в целом весил около 3 т, однако меньше 100 кг можно было бы успешно заменить на детали из композиций. Действительно, около 680 кг из этой массы приходится на разрушающееся покрытие. Около 450 кг — это не-несущие конструкции, где используется алюминий минимальной толщины, к которому не предъявляется особых требований по прочности и жесткости. Около 90 кг весят затворы и механизмы, от материалов которых требуются высокая твердость поверхности, ударная вязкость и изотропность, присущие металлам. Значительная часть массы приходится на тепловой экран из коррозионно-стойкой стали (в то время такая сталь превосходила по теплостойкости композиционные материалы). Другую большую долю составляла внутренняя оболочка, образующая кабину, высокую степень герметичности которой могла обеспечить только сварка. Из оставшегося существенную долю составляла клееная слоистая [c.105]

В последнее время большое внимание уделяется использованию термоядерных реакторов. Композиционный материал, такой как металлический лист, покрытый керамикой, или слоистый — металл — керамика — металл, предполагается использовать в качестве изоляции, обладающей хорошей совместимостью с жидким литием [9, 15, 21]. Такая конструкция реакторов должна найти широкое применение в будущем, поэтому использование в них композиционных материалов представляет огромный интерес. [c.461]

В настоящее время все большее внимание уделяется композиционным материалам на металлической основе, армированной высокомодульными углеродными волокнами. Совместимость армирующего компонента и матрицы в некоторых случаях достигается введением связующего, функцию которого выполняет покрытие. Металлические покрытия необходимы в тех случаях, когда матрица не смачивает поверхность углеродных волокон при температурах получения композиции (алюминий, магний [21), Кроме того, покрытие углеродных волокон такими металлами, как цинк и медь, может впоследствии служить основой или компонентом основы композиционного материала [3]. [c.129]

Нам не представляется возможным автоматически переносить результаты взаимодействия металлов с углеграфитовыми материалами на углеродные волокна из-за специфичности структуры последних мелкие кристаллиты, в которых базисные плоскости вдоль границы волокна разделены узкими порами (параллельно оси волокна) и границами наклона, или кручения (перпендикулярно ей). При указанной структуре прочность волокна должна определяться прочностью границ кристаллитов и быть чувствительной к любым изменениям их состояния. Наличие металла на поверхности углеродного волокна может влиять на состояние и свойства волокон, так как при этом возможно протекание таких процессов, как химическое взаимодействие, диффузия, частичное и, в предельном случае, полное растворение волокна. Таким образом, изучение влияния покрытия на свойства углеродного волокна необходимо для того, чтобы знать, насколько покрытие может ухудшать характеристики как армирующего компонента, так и композиционного материала в целом. [c.129]

В книге излагаются теоретические основы и способы получения композиционных покрытий и материалов. Приведены состав этих материалов и характеристика компонентов (металлы и тугоплавкие окшды, бориды, нитриды, полимерные органические вещества и волокнистые материалы), а также формулы для расчета состава суспензий. Описаны свойства материалов и образующихся покрытий. [c.2]

Второй фазой композиционных покрытий являются и металлические порошки [1, с. 13], многие из них получают электролитическим путем. Вследствие того что этот способ неприменим для многих технически важных металлов, таких, как V, Nb, Та, Мо, W, ультратонкие порошки (0,07—1 мкм) этих металлов, а также Fe, Со, Ni получают восстановлением водородом их летучих гало-генидов. [c.22]

В морских атмосферах скорость коррозии кобальта очень мала. На обоих испытательных стендах в Кюр-Бич (25 и 250 м от океана) коррозия происходила со скоростью от 2,5 до 5,1 мкм/год [46]. Электроосажден-ное кобальтовое покрытие может разрушаться быстрее, чем никелевое. Наличие продуктов коррозии кобальта придает поверхности красноватый оттенок. Сравнение свойств композиционных покрытий на стали, полученных электроосаждением хрома на нижний слой из кобальта, кобальтоникелевого сплава или никеля, показало, что во всех случаях достигается примерно одинаковая защита стали в морских атмосферах [47]. В целом кобальт можно отнести к металлам, стойким в морской атмосфере. Небольшая местная коррозия, как и в случае никеля, может происходить в результате образования коррозионных пар под солевыми и другими отложениями на поверхности. [c.91]

Для повышения твердости и износостойкости, а также для восстановления деталей машин широко применяют электролитическое хромирование и осталивание (железнеыие), а также всевозможные износостойкие композиционные покрытия. Композиционные покрытия, включающие частицы оксидов и карбидов, обладают повышенной твердостью и износостойкостью по сравнению с покрытиями чистыми металлами. Твердость и износостойкость композиционных электрохимических покрытий на основе никеля с включениями корунда в 1,5—2,5 раза выше твердости и износостойкости никелевых покрытий. Композиционные железокорун-доБые покрытия (6—II % корунда) обладают износостойкостью, в 4—5 раза большей, чем покрытия железом, и имеют высокую твердость. Коэффициент трения композиционных покрытий, содержащих корунд, высок — 0,2—0,4. Широкое применение получили и антифрикционные металлические (на основе РЬ, бронзы — Си—Sn, никеля и др.) покрытия, полученные электроосаждением. Эти покрытия имеют низкий коэффициент трения 0,05—0,15 и обладают хорошей прнрабатываемостью и антикоррозионной стойкостью. [c.347]

На рис. 1.10 показана электрон1 о-лучевая установка УЭ-175М периодического действия, предназначенная для нанесения защитных покрытий на лопатки газовых турбин [22]. Мощность установки 350 кВт. Особенностью установки является возможность одновременного испарения нескольких материалов с помощью четырех- или пятитигельного электронно-лучевого испарителя и получения не только покрытий типа Me—Сг—А1—Y, но и композиционных покрытий с равномерным или градиентным распределением дисперсных фаз, двухслойных и многослойных покрытий металл-керамика. [c.432]

Для нанесения антифрикционных и при-работочных покрытий используют свинец и его сплавы, медно-оловянные и медно-цинковые сплавы, благородные металлы и их сплавы, редкие металлы (индий и его сплавы, галлий), фосфатированные, а также композиционные покрытия и никелевые сплавы. Условия нанесения их гальваническими методами приводятся в табл. 2-8. [c.590]

Одно из весьма распространенных защитных покрытий для тугоплавких металлов и сплавов, прежде всего на основе ниобия и тантала — покрытие, наносимое из расплавов 8п—А1, содержащих от 5 до 50% (по массе) А1. В зависимости от состава сплава и материала основы выбирают временный и температурный режим обработки. Обзор способов повыщения жаростойкости тугоплавких металлов (ЫЬ, Та, Мо н и ) и их сплавов с помощью 5п—А1 покрытий сделан в работе [336]. Основную защитную функцию выполняет алюминидное покрытие, а олово, по мнению автора работы [336], играет роль мягкого напряженного барьера между окислом, образующимся на поверхности, и интерметаллндом, облегчая доставку алюминия к местам повреждения покрытия и обеспечивая тем самым быстрое залечивание этих повреждений. Именно в способности самозалечивания и состоит одно из основных преимуществ 5п—А1 покрытий перед другими. Свойства покрытий улучщают легированием сплава такими элементами, как Т1, Сг, Мо, 51. В этом случае обычно образуются композиционные покрытия на основе силицидов и алюминидов. [c.298]

Возможность широкого варьирования температурой в зонах нанесения покрытий позволяет использовать вакуумно-плазменные методы в качестве универсальных методов для нанесения покрытий на инструменты из твердых сплавов и быстрорежущей стали. Вакуумно-плазменные методы универсальны и с точки зрения возможности получения широкой гаммы монослойных, многослойных и композиционных покрытий на базе нитридных, карбидных, кар-бонитридных, оксидных, боридных соединений тугоплавких металлов IV—VI групп Периодической системы элементов. [c.13]

Второй фазой композиционных покрытий являются и металлические порошкимногие из них получаются электролитическим путем. Так как электролитическое получение из водных растворов исключено для многих технически важных металлов, таких, как V, ЫЬ, Та, Мо, У, то ультратонкие порошки (0,07—1 мкм) их, а также Ре, Со, N1 получаются восстановлением водородом их летучих галогени-дов 2. [c.13]

При направленном получении однородных (некомпозиционных) материалов или покрытий — металлов выплавкой из руд, стекла (сплавлением смеси реагентов), чистых гальванических покрытий — за счет несовершенства процесса или недостаточной чистоты используемых веществ часто получаются гетеро-фазные композиционные материалы. Так было обнаружено наличие субмикроскопических включений дисперсных неметаллических веществ во многих гальванических покрытиях и различных фаз у ряда стекол. Многие технические металлы и сплавы гетерофазны и поэтому должны рассматриваться также как композиционные материалы. [c.8]

Используемые на практике композиционные покрытия получают электрокристаллизацией [2]. Последняя является частным случаем процесса кристаллизации, обусловленным и сопровождаемым переходом кристаллизуемого металла из ионного в элементарное состояние в околокатодном пространстве. Классические основы теории электрокристаллизации были заложены в работах советских, болгарских и других зарубежных ученых [34, 43, 58, 85, 170, 187—194, 236]. Следует особо отметить большое значение исследований К. М. Горбуновой, П. Д. Данкова, Г. С. Воздвиженского, М. Н. и Ю. М Полукаровых, Ю. Ю. Матулиса, А. Т. Ваграмяна, Н. Г. Кудрявцева, М. А. Лошкарева, С. С, Кругликова и многих других советских ученых [1, 2, 151, 175, 177, 178, 189, 199]. [c.117]

Силникель — композиционное покрытие, получающееся. соосаждением никеля и мелкодисперсных частиц, которые могут быть как электропроводными, так и неэлектропроводными. Соосаждение происходит вследствие захвата частиц растущими слоями металла. При последующем хромировании композиционного никелевого покрытия образуется микропористое хромовое покрытие. При этом происходит увеличение поверхности обнаженного N1 и понижается анодная плотность коррозионного то- [c.112]

Изложены основы получения конденсированных в вакууме композиционных фольг (пленок) материалов в виде металлов и сплавов с высокими механическими сЬойствами. Рассмотрены структура, механические свойства, особенности деформации и разрушения металлических фолы. Описана методика исследования комплекса механических свойств объектов толщиной 1—100 мкм. Показана возможность применения высокопрочных пленочных материалов в качестве защитных покрытий для повышения износостойкости и усталостной прочности металлических изделий. [c.52]

Два главных показателя конструктивной прочности — предел текучести, или сопротивление пластическому деформированию,, и вязкость разрушения, или трещиностойкость,— неоднозначно изменяются при различных упрочняющих обработках (механических,, термических, термомеханических) или варьировании химического состава сплава. Создание различных структурных препятствий движущимся дислокациям или увеличение легированности сплава повышают предел текучести, но одновременно снижают трещиностойкость. Иными словами, увеличение прочности, твердости и износостойкости металла сопровождается повышением вероятности хрупкого разрушения. Частичное преодоление этого противоречия возможно при конструировании композиционного материала (детали), сочетающего прочную, износостойкую, твердую поверхность нанесенного покрытия с пластичной, вязкой, трещиностойкой основой. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...