Высокая прочность - сцепление - покрытие
Cтраница 2
К таким методам относятся дробеструйная обработка и накатка поверхности деталей зубчатым роликом. Эти методы подготовки обеспечивают высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали и в то же время не снижают усталостной прочности деталей. [16]
 |
Схема плазмотрона для напыления металлического порошка. [17] |
Этот способ напыления является наиболее перспективным. К его преимуществам следует отнести: высокую производительность процесса ( до 12 кг ч напыляемого металла); высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали ( до 50 МПа); полную автоматизацию управления процессом; возможность нанесения покрытий из любых металлов и сплавов. [18]
Основные физические явления, происходящие на пути атомов, покинувших испаряемый металл, в процессе осаждения сводятся к следующему: 1) атом металла в результате столкновения с другим атомом металла либо инертного газа может вновь вернуться в тигель; 2) в отличие от обычного процесса термического напыления атомы, покинувшие испаритель, движутся не по прямолинейной траектории, а рассеиваются ( в результате многочисленных столкновений) по всем направлениям; 3) происходит ионизация части атомов испарившегося металла в результате столкновений с электронами, атомами и ионами плазмы; 4) при взаимных столкновениях атомов испарившегося металла может произойти их агломерация, образуются мелкие частички ( - 10 нм), которые заряжаются в плазме разряда. Поверхности подложки атомы металла достигают, обладая большой энергией, и могут проникать в подложку, обеспечивая тем самым высокую прочность сцепления покрытия с основой. [19]
Предложенная технология позволяет наносить никель-фосфорное покрытие на внутренние поверхности трубных элементов сравнительно большой протяженности и любой геометрической формы. Процесс химического никелирования трубных элементов в потоке кроющего раствора обеспечивает получение относительно удовлетворительной равномерности защитного слоя по длине элемента и высокую прочность сцепления покрытия с основным металлом. [20]
 |
Зависимость твердости покрытия из стал 40 от дистанции напыления.| Влияние факторов режима плазменной металлизации на твердость покрытия при напылении порошка ПГ-УЗОХ28Н4С4. [21] |
Усталостная прочность деталей при металлизации почти не снижается, если при подготовке деталей к напылению применять методы создания шероховатости, не оказывающие влияния на усталостную прочность деталей. К таким методам относятся дробеструйная обработка и накатка поверхности деталей зубчатым роликом. Эти методы подготовки обеспечивают высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью детали и в то же время не снижают усталостной прочности деталей. Ранее применявшиеся методы подготовки поверхности деталей к металлизации нарезанием рваной резьбы и электроискровая обработка, как показали исследования, снижают предел выносливости деталей и поэтому не применяются. [22]
Широкое применение электролитического железнения объясняется следующими его преимуществами. По сравнению с хромированием достигается более высокая скорость нанесения покрытия, снижается расход электроэнергии, улучшается распределение металла на поверхности изделий сложной формы, ниже стоимость используемых материалов. По сравнению с металлизацией обеспечивается высокая прочность сцепления покрытия с основой, экономный расход металла, возможность наращивать тонкие работоспособные покрытия. По сравнению с наплавкой отсутствует термическое воздействие на металл основы, не происходит коробления деталей, возможно одновременное восстановление большого числа изделий, что сокращает долю ручного труда. [23]
Наибольшей стойкостью обладают четырехслойные покрытия, которые получают путем последовательного нанесения слоев никеля, меди, никеля и хрома. Первый слой никеля толщиной не более 5 мкм обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с деталью. Слой меди толщиной до 30 мкм имеет небольшую пористость и обеспечивает хорошую защиту от проникновения коррозионной среды. Второй слой никеля ( 20 мкм) придает покрытию красивый внешний вид, а очень тонкий ( 1 - 2 мкм) полупрозрачный слой хрома защищает его от механических повреждений. [24]
Наибольшей стойкостью обладают четырехслойные покрытия, которые получают путем последовательного нанесения слоев никеля, меди, никеля и хрома. Первый слой никеля толщиной не более 5 мкм обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с деталью. Слой меди толщиной до 30 мкм имеет небольшую пористость и обеспечивает хорошую защиту от проникновения коррозионной среды. [25]
Сопротивляемость вакуумно-плазменных покрытий разрушению можно увеличить созданием многослойных композиционных покрытий, хорошо сопротивляющихся усталостному разрушению. Увеличение прочности сцепления покрытия и твердосплавной матрицы возможно методами дополнительной и комплексной термической обработки. Характер разрушения покрытий TiC ГТ, ДТ обусловлен особенностью их кристаллического строения, лучшей сопротивляемостью диффузионному растворению в обрабатываемом материале из-за большей прочности химической связи Me-С и высокой прочностью сцепления покрытия и твердосплавной матрицы. В частности, для покрытий TiC ДТ, ГТ практически не отмечали полного отслаивания покрытия на контактных площадках инструмента. [26]
Установлено, что параметр решетки а покрытия TiC ГТ составлял 0 498 нм, причем это значение сохранялось практически во всем диапазоне исследованных температур. При нагреве покрытия TiC ГТ в пределах 400 - 800 С обнаружено некоторое снижение уровня микронапряжений кристаллической решетки за счет уменьшения полуширины линии р ( 333) по сравнению с ее исходным состоянием. При температурах выше 800 С обнаружено увеличение ( 3 ( 333), что можно объяснить внедрением ( растворением) кислорода в решетку карбида титана. Высокая прочность сцепления покрытия TiC с твердосплавной матрицей обусловлена наличием переходной зоны между ними, что исключает отслаивание покрытий от матрицы во всем диапазоне исследованных температур нагрева вплоть до 1200 С. [27]
В то же время увеличение мощности установок диктует необходимость повышения ресурса работы, деталей узлов трения. В последние годы была предпринята попытка внедрить на заводах отрасли плазменное напыление быстроизнашивающихся деталей самофлюсующимися твердыми сплавами на основе никеля, но несовершенство отечественного оборудования для плазменного напыления и низкая прочность сцепления получаемого покрытия с деталью не позволили достигнуть приемлемых результатов. Достаточно широкая номенклатура деталей, отсутствие их централизованного изготовления и поставки сдерживают внедрение в отрасли высокоэффективных современных методов упрочнения деталей из-за сложности процессов и оборудования для их производства. Кроме того, существующие методы нанесения защитных покрытий в большинстве случаев не обеспечивают сочетания достаточной толщины покрытия ( порядка нескольких миллиметров) с высокой прочностью сцепления покрытия и основы. Все это требует совершенствования существующих и разработки новых способов нанесения покрытий, достаточно простых и, в то же время, обеспечивающих высокие физико-механические свойства покрытий. [28]
Поэтому изысканию защитных покрытий с теми или иными свойствами предшествовали большие по объему работы, целью которых явилось установление некоторых общих закономерностей зависимости физико-технических свойств покрытий от их состава. Для координации научной деятельности различных учреждений Институтом химии силикатов АН СССР ежегодно проводятся семинары по жаростойким покрытиям. В семинарах принимают участие ведущие специалисты научных учреждений и организаций, занятые разработкой средств защиты конструкционных материалов от высокотемпературной газовой коррозии. В работе этих семинаров систематически освещаются работы по покрытиям, причем большое внимание уделяется методам их закрепления. Среди них значительное место отводится получению покрытий из расплавленного состояния, так как именно эти способы обладают высокой производительностью и позволяют получать высокую прочность сцепления покрытий с покрываемой поверхностью. В соответствии с этим для ряда композиций были определены: температура плавления или температура начала размягчения, сопротивление окислению, смачивающая способность, коэффициент теплового расширения, прочность сцепления с покрываемой поверхностью, сопротивление тепловому и механическому ударам, склонность к расслоению, а также явления диффузии, протекающие на границе раздела покрытие-покрываемый материал. [29]
Страницы: 1 2