Механическая прочность сцепления покрытия с подложкой

Механическая прочность сцепления покрытия С подложкой [c.171]

Основным требованием к состоянию ПС деталей, на которые будут наноситься покрытия, является его химическая чистота Наличие загрязнения ПС снижает прочность сцепления покрытия с подложкой, приводит к его растрескиванию и отслаиванию. ПС деталей после механической и других методов обработки отличается по химическому составу от основного металла. В нем обнаруживают продукты износа инструментального материала, оксиды, гидриды, нитриды, органические соединения от СОТС, полировальных паст, растворителей и т.п. [c.273]

Для обеспечения физико-химического взаимодействия поверхность очищают от загрязнений, окисных и жировых пленок. Наряду с механическими способами очистки поверхности часто используют и химические (обезжиривание, травление, ультразвуковая очистка в водном растворе моющего средства). В ряде случаев для увеличения прочности сцепления покрытия и подложки применяют промежуточный слой, который наносят любым известным способом. В качестве промежуточных слоев хорошо [c.124]

Нами изучалось изменение плотности и прочности сцепления покрытия из окиси алюминия с хромом и никелем в зависимости от температуры предварительного подогрева подложки. Напыление производилось дуговой плазмой на стандартной установке УПУ-3 порошком окиси алюминия (смесь а- и у-модификаций) с размером частиц 40—60 мк. Поверхность образцов, на которую наносилось покрытие, шлифовали и затем полировали до 9 класса чистоты обработки. Это исключало какое-либо механическое зацепление покрытия с подложкой. Образцы имели форму цилиндра диаметром 12 мм и длиной 15 мм, их нагрев контролировали термопарой, приваренной к боковой поверхности. Плазмообразующим газом служил аргон с добавкой 3—5% аммиака. Расход газа со- [c.227]

Недостатками покрытий, получаемых газофазным осаждением, являются неравномерность слоя и недостаточная прочность его сцепления с подложкой. Кроме того, присутствие газов может вызвать изменение физических и механических свойств подложки. [c.110]

Несколько более высокая несущая способность подшипников обеспечивается при использовании наполненных полимерных материалов. Однако значительно более резкое увеличение несущей способности и стабильности размеров можно достичь при изготовлении подшипников из стали с тонким полимерным антифрикционным покрытием, прочно связанным с подложкой. Поскольку прямым путем достичь высокой прочности сцепления подложки и покрытия очень трудно, были разработаны и освоены промышленностью материалы с промежуточным слоем из пористой бронзы, который наносится на стальную подложку напылением с последующим спеканием порошка из бронзы и механически закрепляет полимерное покрытие на поверхности стальной подложки. Такие материалы выпускаются в виде узких лент, которые используются при изготовлении подшипников тем же методом, что и при использовании стальных полос с покрытием из металлических сплавов. [c.236]

Свойства покрытия в значительной степени зависят от природы материала, на который они наносятся, и в первую очередь от состояния его поверхности. Прежде всего состояние поверхности определяет одну из наиболее важных характеристик покрытия — прочность его сцепления с подложкой. Прочность сцепления определяется чисто механическим зацеплением затвердевших частиц покрытия с шероховатостями поверхности, а также физикохимическим взаимодействием материалов основы и покрытия. Увеличение сил механической связи обычно обеспечивается созданием неровностей и шероховатостей поверхности, для чего [c.123]

Большое влияние на структуру и свойства покрытий, особенно из химически активных металлов, оказывает чистота исходных реагентов. Присутствие в них таких примесей, как О, N. Н2О, обычно приводит к охрупчиванию осадков, снижению их прочности сцепления с подложкой, изменению механических и физических свойств. [c.361]

Электрофоретические покрытия непосредственно после осаждения характеризуются, как правило, слабой прочностью сцепления с основой, низкими механической прочностью и плотностью. Поэтому после осаждения покрытия подвергают механическому уплотнению (изостатическому обжатию) или спеканию с целью увеличения их плотности сцепления с подложкой. Режимы упрочняющей обработки выбирают, исходя из назначения покрытий и их состава. Основные преимущества электрофоретического метода осаждения покрытий — высокая скорость процесса, возможность получения равномерной толщины покрытия по всей поверхности изделий сложной формы, однородность покрытия и щирокий круг материалов, которые можно подвергнуть осаждению. Различные типы электрофоретических покрытий, режимы их нанесения и последующей обработки описаны в работах [13, с. 98 15, с. 17] и др. [c.372]

Для определения прочности сцепления изменяют усилие при отрыве со скоростью 0,1—0,2 см/мин приклеенного (припаянного) к покрытию стержня или при отслаивании под прямым углом с постоянной скоростью (1—5 см/мин) покрытия в виде полоски одинаковой ширины (0,3 1 2,5 см) или расширяющейся полоски при постоянном усилии (подвешенным грузиком) до прекращения отслаивания. Максимальная величина прочности сцепления ограничивается механической прочностью подложки и металлического покрытия. [c.520]

Молибден выпускается промышленностью в виде проволоки, которая получается в результате сложного и дорогостоящего процесса. В настоящее время разрабатывается гибкий шнур из молибденового порошка", с помощью которого можно получать покрытия, исключительные по твердости и степени сцепления с подложкой даже по сравнению с покрытиями, образованными из проволоки. Кроме того, обеспечивается введение в молибден добавок других металлов для изменения физических свойств покрытий твердости, коэффициента трения, механической прочности. Таким образом можно будет наносить покрытия из сплавов молибдена с железом, титаном, кремнием. [c.117]

Улучшению жаростойкости сплавов К1-Сг-А1 способствует введение в них небольших количеств кремния, а также элементов, увеличивающих сцепление пленки АЬОз с подложкой. К таким элементам относятся иттрий и гафний. К известным диффузионным покрытиям, легированным кремнием, относятся алюминий-кремний, титан-кремний. Имея высокую стойкость при сульфидно-окисной и ванадиевой коррозии, они склонны к растрескиванию и обладают низкой (985°С) температурой плавления эвтектики, образуемой силицидами никеля. Кроме того, снижаются термоусталость и механическая прочность материала лопатки из-за диффузии в него кремния. [c.28]

Эмали по своему назначению делятся на грунтовые и покровные. Грунтовыми эмалями покрывают поверхность изделия с целью компенсации механических напряжений, возникающих в системе металл—змаль, и повышения прочности сцепления покрытия с подложкой. Покровную [c.73]

Несмотря на большое количество и разнообразие средств травления поверхностей различных материалов перед металлизацией в каждом случае приходится состав раствора и режим травления подбирать экспериментально, так как адгезионные свойства травленой поверхности в значительной степени зависят от предыстории материала (вида сырья, способа его переработки в детали, хранения деталей и т. п.). Так как прочность сцепления металлических покрытий в основном зависит от механического зацепления, т. е. от микроструктуры образующегося при металлизации промежуточного слоя, то хорошо протравленная поверхность должна быть микрошероховатой (в профилограмме расстояние между впадинами и вершинами порядка нескольких микрометров, под микроскопом — губчатая поверхность электронномикроскопические исследования показывают каверны диаметром в несколько микрометров стенки каверн содержат более мелкие углубления). Однако оптимальная структура для наиболее прочного и надежного сцепления определяется механическими свойствами подложки и металла покрытия, которые приходится сочетать эмпирическим путем. Оценку свойств производят путем определения прочности сцепления покрытия с основой и устойчивости к термошокам металлизированного изделия. [c.520]

Основными достоинствами металлизации как способа нанесения покрытий при восстановлении деталей являются высокая производительность процесса небольшой нагрев детален (до 1204-180° С) высокая износостойкость покрытия простота технологического процесса и применяемого оборудования возможность нанесения покрытий толщиной от О, 1 до 10 мм и более из любых металлов и сплавов. К недостаткам процесса металлизации следует отнести пониженую механическую прочность покрытия и сравнительно невысокую прочность сцепления его с подложкой. [c.168]

Исследования показали, что для получения прочности сцепления покрытия с основой 0,03 ГПа достаточно нанести подслой олова толщиной 0,5 мкм. Зависимость прочности сцепления олова со сталью У8А от температуры конденсации олова показана на рис. 75 (толщина слоя олова 10—15 мкм). Максимальная прочность сцепления составляет 0,018 ГПа. Для выбора оптимальной температуры конденсации последующего цинкового или кадмиевого покрытия изучена зависимость адгезии от температуры конденсации цинка 1 (рис. 76) и кадмия 2 (рис. 76) к стали У8А, на поверхность которой осажден слой олова толщиной 0,5 мкм при температуре 200° С. Предварительными опытами было установлено, что реиспарение цинка происходит при температурах подложки выше 250° С, а кадмия — выше 210° С. Исходя из данных рис. 76, можно выбрать оптимальные температуры конденсации 210° С для Zn и 180° С для d. При этом прочность сцепления покрытия составляет 0,031 и 0,029 ГПа соответственно. Эти значения превышают прочность сцепления со сталью однослойного оловянного покрытия. По-видимому, благодаря диффузии Zn ( d) в Sn образуется сплав, обладающий лучшим сцеплением со сталью, чем чистое олово. Было установлено, что прочность сцепления цинка и кадмия со сталью (без подслоя олова), нанесенных после предварительного нагрева стали до 500° С и охлаждения до 200° С, составляет соответственно 0,018 и 0,016 ГПа. Таким образом, введение тонкого подслоя олова позволяет значительно улучшить адгезию цинковых и кадмиевых покрытий со сталью, что особенно важно для высокопрочных сталей, нагрев которых выше 200° С часто ухудшает их механические свойства. [c.145]

Изучение структуры напыленных покрытий показывает, что сцепление между частицами в покрытии, а также сцепление между подложкой и покрытием (когезия и адгезия) возникают в результате действия механического сцепления, слабых невалентных сил взаимодействия (сил Ван дер Ваальса) и химических сил связи. Силы двух первых типов отличаются нестабильностью и обычно слабы, хотя при напылении на материалы с сильно развитой поверхностью (пористые керамики и графит) прочность механического сцепления покрытий с подложкой достигает 100 — 150 /сГ/сл . [c.140]

Под адгезией лакокрасочных покрыти понимают явление, заключающееся в установлении связи между пленкой и подложкой, на которую она нанесена. Об адгезии обычно судят по адгезионной прочности, т. е. работе, которую требуется затратить на разрушение адгезионной связи..Сцепление между слоями однородных материалов называется аутогезией или самослипанием. Аутоге-зия проявляется в многослойных покрытиях, когда все слои наносятся из одного или одинакового по природе лакокрасочного материала. Принято говорить о двух типах адгезии специфической, 1 ли собственно адгезии, характеризующей прочность сцепления адгезива с субстратом, и механической, обусловленной про-иикноБением адгезива (впитыванием) в поры субстрата. Последний вид адгезии, имеющей место в случае пористых подложек (бумага, ткани, древесина), является результатом действия чисто механических (когезионных) сил. Адгезия — важнейшее свойство лакокрасочных покрытий. От величины и стабильности адгезии существенно зависят многие свойства покрытий, в том числе долговечность и защитная способность в условиях эксплуатации. [c.81]

Тугоплавкие металлы (вольфрам и молибден), имеющие высокую энтальпию частиц при напылении (соответственно в расплавленном состоянии 31 и 26 ккал1моль), обеспечивают надежное сцепление покрытия с металлическими подложками без специальной подготовки поверхности (исключая медь и ее сплавы). Для получения аналогичных результатов при напылении менее тугоплавких металлов необходимо псско-струить изделия перед напылением. Металлы с более низкой энтальпией частиц образуют покрытия с меньшей прочностью сцепления. Однако, несмотря на хорошие механические характеристики, ни вольфрам, ни молибден не могут рекомендоваться как покрытия или подслои для работы при повышенных температурах в активных средах. Они интенсивно окисляются при температуре 300—400° С, и образующиеся летучие газообразные окислы взрывают защитное покрытие. Перспективным ма- териалом для напыления является никель-алюминиевый порошок. За счет экзотермической реакции между никелем и алюминием его энтальпия при паныленит может достигать значений, близких к энтальпии вольфрама и молибдена. [c.53]

При атмосферном старении наблюдаются следующие виды разрушения лакокрасочных покрытий изменение блеска — показатель начальной стадии разрушения поверхностного слоя пленки изменение цвета покрытия меление выветривание— разрушение покрытия в результате эррозии (характеризуется износом верхнего слоя пленки с возможном обнажением подложки) бронзящий налет — результат миграции пигмента,на поверхность покрытия (характеризуется появлением цветов побежалости на поверхности пленки) растрескивание — разрушение лакокрасочной пленки в результате потери механической прочности, возникновения в пленке внутренних напряжений и снижения адгезии характер растрескивания покрытия может быть различный волосяные трещины, мелкие или крупные, поверхностные или до подложки сетка, представляющая собой повреждение верхнего слоя покрытия в виде мелких, не доходящих до подложки разрывов пленки, соединяющихся между собой отслаивание покрытия вследствие нарушения сцепления лакокрасочной пленки с окрашиваемой поверхностью или нижележащими слоями покрытия пузыри — вспучивание пленки и образование на поверхности покрытия сыпи вследствие [c.203]

Окисные пленки обычно не дают хорошего сцепления. Подобные пленки часто находятся на покрываемых поверхностях, они не различимы невооруженным глазом. Получить покрытия с прочным сцеплением на таких металлах, как хром, алюминий, титан, сталь, имеющих ясно выраженную склонность к образованию окисных защитных пленок в условиях ат.мосферы, можно только после специальной предварительной обработки. Эти естественные окисные пленки частично удаляются путем травления или декапирования в разбавленных кислотах. Нанести покрытие на поверхность, имеющую тонкую, неплотную окисную пленку можно лишь при условии достаточно большой поверхности чис того металла. Окисные пленки представляют собой плохую ос нову для сцепления, так как они сплошь покрывают поверхность подложки. Хорошая прочность сцепления гальванических покрытий на шероховатой поверхности объясняется наличием большой металлической плоскости, на которой могут действовать межатомные силы. Протравленные поверхности также дают хорошую основу для сцепления. Механически полированные поверхности обычно загрязнены и часто покрыты окисными пленка- ми. Эти поверхности имеют плохое сцепление с покрытиями. Измерение прочности сцепления затруднительно, так как в результате получают лишь напряжение, необходимое для отделения покрытия от подслоя путем излома. Большинство предложенны.х методов испытаний дают лишь более или менее качественную оценку црочности сцепления, и получае.мые результаты могут давать удовлетворительные и сравниваемые результаты лишь в-в серийных испытаниях. [c.84]

В работе [367 ] детально исследованы свойства плазменных покрытий керамической композиции 87% А12О3 + 13% 2гОа. Плазмообразующим газом служила смесь 85% N2 + 15% Нз, напряжение электрической дуги составляло 70 в, сила тока 500 а, оптимальное расстояние от горелки до поверхности металла 100— 125 мм. Покрытие также испытывали на прочность сцепления с основой, износостойкость, обрабатываемость абразивами, диэлектрические свойства (напряжение пробоя), химическую стойкость. Когезию частиц к металлу оценивали по ширине и виду черты, оставляемой на покрытии алмазным острием при его возвратно-поступательном движении по одному и тому же месту под нагрузкой 800 Г В течение 1 мин. В табл. 94 приведено сравнение механических свойств покрытия 87% А1зОз + 13% 1102 со свойствами других покрытий (все покрытия наносили на углеродистую сталь), а в табл. 95 — данные о сцеплении исследуемых покрытий с разными подложками. [c.338]

Последующая обработка покрытий. Повышение плотности покрытия и прочности его сцепления с подложкой в ряде случаев достигается последующей обработкой напыленного слоя механической, химической или термр.ческой. [c.227]

В практике при подготовке металлической подложки к напылению покрытий поверхность ее делают шероховатой. Это обеспечивает закрепление расплавленных напыляемых частиц, сцепление обычно имеет механический характер, т. е. частицы заклиниваются в неровностях поверхности подложки. Последующие частицы подобным же образом, заклиниваются в неровностях осажденного ранее материала. Диффузионные процессы на границе поверхности раздела отсутствуют, и прочность сцепления относительно невелика. Однако некоторые металлы и комбинации металлов при напылении прочно сцепляются даже с ровной, полированной поверхностью. Они обладают свойством самосцепления . К самосцеп-ляющим материалам относятся тугоплавкие металлы (ниобий, тантал, молибден) и несколько комбинаций металлов, которые вступают при напылении в экзотермическую реакцию (никель и алюминий, никель и титан). [c.279]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...