Детонационное напыление нашло применение при нанесении защитных и износостойких покрытий из оксидов алюминия и карбидов вольфрама, карбидо-кобальтовых сплавов и хрома на наружные поверхности.
Детонационное оборудование имеет большие габаритные размеры, его производительность невысокая, стоимость нанесения покрытия большая. Уровень шума при работе детонационной установки составляет 125…140 дБ, поэтому ее устанавливают в отдельном помещении со звукоизолирующими стенами. Оператор управляет процессом, находясь за стеной. В выхлопных газах наблюдается повышенное содержание оксидов углерода, азота и других веществ. Производительность процесса невысокая. Коэффициент использования материала равен 30…60 %
Вакуумное конденсационное напыление Покрытие, при этом виде напыления, конденсируется из атомов, молекул или ионов. Такой поток частиц получают путем воздействия на материал различными энергетическими источниками.
Процесс ведут в жестких герметичных камерах при давлении (133·10-3 …13,3) Па, что обеспечивает необходимую длину свободного пробега напыляемых частиц и защиту материала от его взаимодействия с атмосферными газами. В общем случае причиной переноса частиц к восстанавливаемой поверхности является разность парциальных давлений паровой фазы. Наиболее высокое парциальное давления пара (³ 133 Па) наблюдаются вблизи поверхности распыления (испарения). У поверхности напыляемого изделия оно минимальное. Ионизированные частицы обладают энергией, достаточной для получения качественных покрытий.
Процесс вакуумного конденсационного напыления покрытий включает три стадии:
- превращение материала в газовую или паровую фазу;
- формирование потока и перенос напыляемых частиц на поверхность напыления;
- конденсация паров на поверхности напыления – формирование покрытия.
Подача в камеру активных газов позволяет перейти к способу вакуумного реакционного напыления покрытий. Частицы в этом случае во время перемещения вступают в химическое взаимодействие с активными газами (кислородом, азотом, оксидом углерода и др.) и образуют соответственно оксиды, нитриды, карбиды и др.
С помощью вакуумного конденсационного напыления создают износостойкие покрытия на трущихся поверхностях сопряжений, режущих кромках инструмента и др.
Перспективно напыление с ионизацией потока напыляемых частиц плазмой, часто его называют ионно-плазменным. Способ применяют для нанесения износостойких покрытий с особыми свойствами толщиной до 0,02 мм.
Наиболее часто исходный материал используют в виде стержней, проволоки, таблеток, дисков, порошков, гранул и др.
Преимущества процесса: высокие физико-механические свойства покрытий; возможность получения покрытий из синтезированных материалов (карбидов, нитридов, оксидов и др.); нанесение тонких и равномерных покрытий; возможность использования широкого класса неорганических материалов. Технологический процесс не загрязняет окружающую среду. В этом отношении он выгодно отличаются от химических и электрохимических способов нанесения тонких покрытий.
К недостаткам процесса следует отнести его невысокую производительность (скорость конденсации около 1 мкм/мин), повышенную сложность технологии и оборудования, низкие значения энергетических показателей.
На рис. 2.27 приведена схема установки типа ВУ-1Б с одним испарителем. Основной частью установки является камера 6 с водяным змеевиком. Откаточные насосы 10 обеспечивают в камере вакуум до 10-3…10-2 Па. Для охлаждения паров масла и перевода их в твердое состояние предусмотрена азотная ловушка 11. Дуговой разряд возбуждается между водоохлаждаемым анодом 5 и распыляемым материалом – катодом 4. Для первоначального возбуждения дуги служит вспомогательный электрод 2. Электродуговой ускоритель плазмы работает от силового специализированного источника постоянного напряжения 3. Для экстракции ионов из плазменного потока и их ускорения в направлении напыляемого изделия использован высоковольтный источник питания 1, а от него на напыляемое изделие 7 подается отрицательное смещение от десятков вольт до 2…3 кВ. В более совершенных установках предусмотрено до шести испарителей. Стабилизация катодного пятна на поверхности распыляемого материала, ускорение потока напыляемых частиц, его фокусировка и отклонение заряженных частиц с целью сепарации потока производятся с помощью электромагнитных катушек.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.