Карбидные покрытия

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КАРБИДНЫХ ПОКРЫТИИ [c.46]

Разработаны режимы нанесения металлических и карбидных покрытий на графите. [c.50]

Существует метод осаждения карбидов из газовой фазы. Он основан на реакциях взаимодействия между парами галогенидов металлов и углеводородов, происходящих в среде водорода. Эти реакции осуществляются на поверхности нагретого до определенной температуры (обычно 1100—1500° С) металла, на который нужно осадить карбидное покрытие. Однако осуществление этого метода требует специального оборудования, обеспечивающего получение реакционных смесей требуемого состава и подачу их в реакционное пространство печи, в которой происходит нагрев покрываемой детали. [c.75]

Карбидные покрытия можно также наносить напылением или намазыванием на поверхность детали полужидкой массы, содержащей требуемый для покрытия порошок карбида. Нанесенная паста подвергается сушке и припеканию в вакууме. При осуществлении этого метода значительную трудность представляет получение хорошего сцепления покрытия с основой, кроме того, покрытие обладает значительной пористостью. Для получения покрытий наиболее непроницаемых и по возможности с минимальным количеством пузырьков разработана технология спекания покрытий по ступенчатому режиму [5]. Таким методом наносятся на вольфрам покрытия из циркона и стекла. Обязательным этапом перед нанесением покрытия является дегазация вольфрамовых образцов. [c.75]

К ВОПРОСУ ОБРАЗОВАНИЯ КАРБИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ГРАФИТЕ В РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕДАХ [c.200]

Карбидные покрытия, в частности, могут быть получены путем обработки графитовых изделий в расплавах переходных металлов. Взаимодействие графита с расплавленным металлом, например, цирконием сопровождается образованием соответствующего карбида на графитовой поверхности [1]. [c.200]

При взаимодействии жидких титана, циркония и некоторых других переходных металлов с графитом происходит их науглероживание, и при расчетах параметров диффузии в случае образования карбидных покрытий на графите из расплавов необходимо учитывать проникновение углерода в жидкий металл. [c.202]

Никель — графитовое волокно. Композиционный материал никель — углеродное волокно получали горячим прессованием прядей графитового волокна, уложенных в одном направлении, на которые предварительно наносилось электролитическим методом никелевое покрытие толщиной 1—3 мкм [203, 204]. Для предотвращения взаимодействия волокна с никелевой матрицей на углеродное волокно наносят карбидные покрытия (патент США № 3796587, 1972 г.). В качестве примера применения карбидного покрытия на графитовом волокне может служить покрытие из карбида титана, наносимое на волокно методом его погружения в расплав, состоящий из металла-носителя, не взаимодействующего с волокном, например индия и растворенного в нем титана. Расплав содержал 99,5% индия и 0,5% титана. Для покрытия волокно погружали в такой расплав, нагретый до температуры 850° С, на 4 мин. После отмывки этого волокна в течение 15 мин в 50%-ном растворе соляной кислоты на поверхности графитового волокна оставался слой покрытия карбида титана толщиной 0,5 мкм. Режимы диффузионной сварки углеродного волокна с никелевым покрытием, приведенные в указанных выше работах, примерно одинаковы. Во всех случаях прессование осуществлялось в вакууме 2-10 —1 10 мм рт. ст. при температуре 840—1100° С, давлении 100—175 кгс/см в течение 45—60 мин. Оптимальный режим получения композиционного материала с углеродным волокном без нанесенного предварительного защитного покрытия температура 1050° С, давление 140 кгс/см и время выдержки 60 мин. Полученный по такому режиму материал, содержащий 46—55 об. % волокна Торнел-50, имел предел прочности 55—73 кгс/мм . [c.143]

Известны различные методы нанесения карбидных покрытий. Примером наиболее простого способа нанесения карбидного покрытия является обмазка графитовых нагревателей пятиокисью ниобия с превращением последней в процессе нагрева в карбид ниобия [4]. Образование сплошного карбидного покрытия (оболочки) из карбида ниобия на графитовых нагревателях позволило значительно повысить рабочую температуру индукционных вакуумных печей. Перспективными являются покрытия карбидами методом электроискрового осаждения для повышения износостойкости штампов прессового инструмента, металлорежущих станков и т, д. [c.425]

При работе в вакууме сплавы титана обладают низкой износостойкостью, как и при работе на воздухе при повышенных температурах. Трение этих сплавов с электролитическими покрытиями также сопровождалось большим износом и заеданием. Были разработаны методы упрочнения рабочих поверхностей титановых сплавов, предусматривающие нанесение металлических и карбидных покрытий путем электроискрового легирования и плазменного напыления. В результате этого значительно повышаются твердость и износостойкость поверхностных слоев. Снижение коэффициента трения обеспечивается нанесением на эти слои серебряного покрытия. Наиболее эффективным методом является применение сцементированного молибденом карбида вольфрама (толщиной до 1 мм), наносимого методом напыления. Этот вид покрытия повы- [c.45]

Разработан новый способ нанесения многослойных покрытий с заданным составом и свойствами, которые формируются за счет последовательного нанесения различных покрытий со специфическими свойствами и собственным целевым назначением. При этом представляется возможным получить комплекс свойств у покрытий, сочетающих высокую износостойкость и антифрикционные свойства. Основным видом многослойного покрытия является карбидное покрытие с последующим электролитическим осаждением на нем чистых] металлов и нанесением антифрикционных пленок. При температурах 700—800° С мягкие легкоплавкие металлы, находясь в контакте с твердыми покрытиями, размягчаются и даже плавятся, образуя жидкий слой, который быстро заполняет все поры твердого слоя покрытия, частично диффундируя в поверхностный слой металла (подложки). Так например, коэффициент трения покрытия из карбида вольфрама с последующим нанесением па него покрытия серебра с дисульфидом молибдена при длительной работе в реальной конструкции не превышал 0,18. Результаты лабораторных и производственных испытаний показали, что износостойкость и антифрикционные свойства покрытия сложного состава выше на 20—25%, чем обычных составов. [c.48]

Образование сульфидного покрытия на поверхности оксидных пленок однозначно показало, что сульфидное покрытие образуется в результате преимущественного потока атомов молибдена в растущее покрытие. Таким образом, контролирующими процессами при росте сульфидного покрытия являются диффузия атомов молибдена и их взаимодействие с атомами серы на поверхности роста. Здесь просматривается полная аналогия с закономерностями роста толщины карбидных покрытий на графите в условиях неустойчивости осаждаемого материала. [c.135]

Аналогичные закономерности были обнаружены и при образовании карбидных покрытий на графитовых подложках в результате разложения летучих соединений, т.е. в условиях ненаправленного потока металлических атомов. В табл. 19 приведены данные о связи типа возника- [c.138]

При изменении условий нанесения карбидных покрытий на графите меняется не только текстура в них, но и закон роста. Параболическую временную зависимость толщины карбидного покрытия при разложении хлоридов ниобия и тантала наблюдали в [1, 58] при темпера- [c.139]

При насыщении металлов и сплавов углеродом на их поверхности при определенных условиях образуются химические соединения — металлоподобные карбиды, изменяющие свойства поверхности в требуемом направлении. Скорость образования и роста карбидных покрытий, а также их фазовый состав и структура определяются диаграммой состояния металл—углерод, а также составом (активностью) насыщающей среды, температурой и временем насыщения, составом и структурой насыщенного металла или сплава. [c.132]

В работе [157] изучены электрохимические свойства титана, ниобия, тантала и вольфрама, подвергнутых поверхностной карбидизации и азотированию. Карбидные покрытия толщиной [c.149]

Карбидные покрытия на сталях [c.150]

Получение диффузионных карбидных покрытий на сталях может быть осуществлено двумя способами. В том случае, когда стали содержат достаточное количество углерода (обычно более 0,4% С), находящегося в виде раствора в а- и у-железе или в форме цементита, достаточно подвергнуть такие стали диффузионному насыщению сильными карбидообразующими элементами, имеющими большее сродство к углероду, чем железо или легирующие элементы, входящие в состав стали. При таком насыщении происходит встречная диффузия карбидообразующего элемента в глубь основы и углерода из сердцевины стали к наружной зоне, сопровождающаяся образованием на поверхности карбидных слоев. [c.150]

В работах [162—164] исследовали процесс диффузионного насыщения углеродистых сталей такими карбидообразующими элементами, как хром, ванадий, ниобий, молибден, вольфрам. В табл. 36 приведены данные по составу и твердости карбидных покрытий на углеродистых сталях, полученных при диффузионном насыщении способом порошков хромом, ванадием и ниобием по режиму температура 1100° С, продолжительность 6 ч. Высокая твердость образовавшихся на поверхности карбидных слоев позволяет резко увеличить износостойкость, сопротивление эро- [c.150]

Карбидные покрытия не только резко увеличивают сопротивляемость стали различным видам износа, но в ряде случаев существенно повышают их жаростойкость и коррозионную стойкость. Это прежде всего относится к карбидным покрытиям, полученным при диффузионном насыщении хромом, титаном, ванадием и ниобием. В силу экономических соображений, простоты и надежности технологии наиболее полно изучен и нашел широкое практическое применение процесс диффузионного хромирования сталей. Современное состояние уровня исследований по технологии диффузионного хромирования, свойствам покрытий и областям их использования подробно рассмотрено в монографии [6]. [c.151]

Рис. 61. Привес образцов в зависимости от времени их выдержки при 1000° С на воздухе /—карбидные покрытия

В статье описаны методика процесса нанесения металлических п карбидных покрытий из парогазовой фазы и аппаратура. Исс.ледованы условия образования покрытий в заВиспмостп от скорости подачи компонентов, длительности процесса, температуры и концентрации компонентов реакции. Показано, что процесс осаждения покрытий в зависимости от условий протекает как в кинетической, так и в диффузионной области и определяется либо скоростью химической реакции на поверхности, либо скоростью диффузии углерода. Изучено влияние добавок метана в парогазовую смесь на процесс образования карбида ниобия. Найдены кинетические параметры процесса, а также энергия активации и значения предэкспонеициальиых множителей. Библ. — 9 назв., рис. — 4. [c.337]

Для ВОЛОКОН, С покрытием из карбида кремния характерно довольно резкое колебание прочности в узком интервале толщин покрытия (табл. 62). Это связано, по-видимому, с тем, что карбидной покрытие образуется в результате взаимод ствня углерода основы (волокна) с кремнием, осажденным из газовой фазы, что приводит к появлению дефектов в волокне и при незначительном увеличении толщины покрытия к резкому падению прочности. [c.211]

Метод VD имеет и еще один существенный недостаток — наличие в газовой смеси взрывоопасного водорода. В СССР разработана взрывобезопасная методика нанесения качественных карбидных покрытий. В состав газовой смеси сходят следующие реагенты 80-84 % — карбидообразующий металл 8-9 % - четыреххлористый углерод 8-11 % - полизтилен. Полиэтилен добавляется да повьпаения науглероживающей способности реакционной среды [205]. [c.152]

В этих н<е работах исследовали различные покрытия на углеродных волокнах, применяемые с целью предотвращения химической реакции волокон с матричным металлом и улучшения смачивания и пропитки углеродных жгутов. Так, например, исследовали вл15яние на процесс формирования композиции барьерного покрытия из карбида титана, получаемого при пропускании углеродного жгута через реактор со смесью четыроххлористого тит ана и водорода при 1000" С. В этих условиях было получено удовлетворительное по качеству карбидное покрытие па углеродных волокнах (рис. 16), однако механические характеристики волокна заметно ухудшились. Углеродные жгуты с покрытием из карбида титана пропитывались затем алюминием по схеме, изображенной па рис. 14, Ми1 роструктура полученных образцов композиционного материала представлена на рис. 17. На гранип,е матрицы и волокна располагается довольно широкая реакционная зона [c.363]

Введение водорода в состав среды существенно сказывается на кинетических закономерностях роста покрытия, а следовательно, распределении концентрации углерода в нем. Водород смещаетюС термодинамической неустойчивости свободного металла к более низким температурам. Для ниобия граница этой области расположена ниже 970 К. Интенсивность диффузионных процессов при таких температурах весьма мала, поэтому и скорость образования карбидного покрытия также мала. [c.140]

О расфеделении концентрации углерода по толщине карбидного покрытия можно судить по данным на рис. 54, на котором приведено изменение параметра решетки карбида ниобия по толщине покрытия. Параметр решетки в слое, примыкающем к графиту, всегда равен 0,4471 нм. [c.141]

Зажигание разряда в парогазовой среде при нанесении покрытий оказывает влияние не только на закономерности их роста> но и как следствие на их строение и структуру [14, с. 137]. Основными отличиями. карбидных покрытий, полученных в разряде, являются мелкое зерно и большее совершенство границ между зернами. Эти отличия заметно ска-зьюаются на диффузионной подвижности углерода в покрытии, что в свою очередь оказывает влияние на закономерности роста самого покрытия. [c.141]

Следует отметить, что при создании карбидных покрытий на нагретом графите возможно взаимодействие растущего покрытия с ортаточ ным кислородом среды. В [26] изучался фазовый состав покрытий из карбида Щ1РК0НИЯ, полученных при разном остаточном давлении кисло рода в среде. Оказалось, что в составе покрытий образуются две о.ц.к.-фазы с разным периодом решетки. В одной фазе период решетки близок к периоду решетки стехиометрического карбида циркония, в другой существенно меньше и имеет четкую тенденцию к уменьшению при увеличении давления остаточного кислорода. Следовательно, фаза с параметром решетки, зависящим от содержания кислорода в среде, является оксикарбидом циркония с переменным содержанием кислорода. [c.144]

Нагревательные элементы, электроды электролизеров, фильтры из графитизированной ткани эта ткань нашла также применение в качестве армируюш,его наполнителя в углепластиках более широкое применение имеет гра-фитизированная ткань с пироуглеродными или карбидными покрытиями 12] [c.67]

Однако главная масса работ посвящена комплексным покрытиям различными тугоплавкими и другими химически и термически стойкими соединениями, т. е., например, комбинированию прочно удерживающихся боридных покрытий с силицидными покрытиями, стойкими против коррозии и окисления (боросили-цирование) износостойким карбидным покрытиям с более пластичными нитридными (карбоазотирование, цианирование) и многим другим, иногда весьма сложным сочетаниям. Число наиболее важных работ в этой области непрерывно увеличивается. [c.11]

На молибдене и вольфраме при всех условиях карбидизации были получены диффузионные слои, состоящие соответственно из фаз МозС и Wa (внутренней) и W (внешней). Толщина слоя Wj возрастала с увеличением времени и температуры карбидизации, в то время как толщина слоя W изменялась мало и находилась в пределах 5—10 мкм. Граница между слоем Wj С(МозС) и W (Мо) имеет вид четкой, относительно ровной линии. Такая форма границы между карбидной фазой и металлом является, по-видимому, одной из причин невысокой прочности сцепления карбидных покрытий с металлической основой (отметим, что прочность сцепления боридных покрытий, имеющих неровную, зигзагообразную границу с этими же металлами, значительно выше). Кроме того, слабое сцепление обусловливается также значительной разницей в удельных объемах (отношение Пиллинга— Бедвортса) и коэффициентах термического расширения вольфрама и молибдена, с одной стороны, и карбидов Wa и Moj — с другой. [c.136]

Для всех без исключения случаев с увеличением толщины диффузионных слоев ухудшалось их сцепление с металлической основой, возрастали пористость и хрупкость. Удовлетворительным сцеплением с металлом обладали слои, толщина которых не превышает 50—70 мкм. В слоях аС независимо от их толщины наблюдались тонкие сквозные радиальные трещины, а в слоях МозС (при толщине более 70—80 мкм) появлялись продольные трещины и практически отсутствовали радиальные. На рис. 52 показаны типичные структуры карбидных покрытий на тугоплавких металлах, а в табл. 32 приведена зависимость толщины покрытий от режимов [карбидизации. [c.137]

Для получения толстых карбидных покрытий на титановых сплавах предложено насыщение углеродом проводить в древесноугольном карбидизаторе при 1250—1300° С с предварительным нанесением на поверхность изделия пасты следующего состава, ч. (по массе) голландская сажа 8, скипидар 36, технический вазелин 56. Такая обработка позволяет получать карбидизирован-ные слои толщиной 0,3—0,5 мкм твердостью 1900—3200 HV. При этом слой обладает прочным сцеплением с основой, плотен, обеспечивает высокие эксплуатационные свойства в условиях повышенного износа и действия агрессивных сред. [c.144]

В патенте предложено подвергать карбидизации отливки на основе тантала с целью повышения их стойкости против эрозионного и коррозионного высокотемпературных газовых потоков. Насыщение углеродом проводят при температуре 2300— 2500° С в графитовом тигле, нагреваемом ТВЧ в среде СН4 при давлении 20—25 мм рт. ст. и расходе метана, равном 560 л1мин. Наружный слой карбидного покрытия состоит из твердого раствора ТаС и монокарбида легирующего металла ( , НГ, Т1, 2г, V, Сг, Мо), а внутренний слой из смеси монокарбидов МеС и полукарбидов Ме С. Легирование тантала улучшает прочность сцепления карбидного покрытия с металлом основы и несколько повышает скорость карбидизации. Предпочтительное содержание одного или нескольких легирующих элементов в сплаве составляет от 5 до 30% (по массе). [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...