41. Осаждение физическим воздействием

Методы физического осаждения покрытий универсальны с точки зрения получения гаммы однослойных и многослойных покрытий практически любого состава, они позволяют реализовывать процессы нанесения покрытий при температурах 500...600ºС. Все методы физического осаждения покрытий основаны на получении в среде вакуума пара осаждаемого материала в результате воздействия на изготовленный из него катод (мишень) различных источников энергии.

Наиб. распрост. получили: конденсация вещества из плазменной фазы в вакууме с ионной бомбардировкой ( КИБ); магнитронно-ионное распыление ( МИР); ионное плакирование и др.

Метод КИБ основан на генерации вещества катодным пятном вакуумной дуги – низковольтного разряда, развивающегося в парах материала катода. Подача в вакуумное пространство реагирующих газов в условиях ионной бомбардировки приводит к конденсации покрытия на рабочих поверхностях детали. Все процессы испарения, происходят в вакуумной камере, металлический корпус которой служит анодом. Характерной особенностью метода КИБ является высокая химическая активность испаряющегося материала.

Магнетронно-ионное распыление (МИР). В качестве испарителя используют пластину-мишень, которая подключена к отрицательному потенциалу катода. Под влиянием магнитного поля, электрон совершает движение по циклоидальным траекториям в узкой зоне над мишенью. При этом степень распыления и плотность ионного потока увеличиваются на порядок по сравнению с простым диодным распылением. Большим недостатком метода МИР является скачкообразно происходящее плакирование поверхности мишени слоем нитрида (карбида, оксида и т.д.), что приводит к снижению работы выхода вторичных электронов и степени распыления.

Ионное плакирование. Данный способ основан на возбуждении тлеющего разряда между катодом – подложкой и анодом – испарителем или между подложкой и дополнительным электродом. Ионное плакирование рабочих поверхностей инструмента происходит в результате испарения тугоплавкого вещества в вакуумное пространство после его «расплавления» электронно-лучевой пушкой и подачи реакционного газа в вакуумное пространство. К недостаткам этого метода можно также отнести низкую производительность, чрезвычайно большие энергозатраты на процесс, сложность процесса плакирования.

42.Упрочнение деталей электролитическими покрытиями

Электроосождение – выделение (осаждение) металла на катоде при электролизе.

По сравнению с другими процессами нанесения покрытий электролиз обеспечивает: сохранение структуры материала детали за счёт отсутствия вложения тепла в него; высокую износостойкость и твёрдость покрытий; равномерную их толщину; возможность получения покрытий с заданными, изменяющимися определённым образом по их толщине физико- механическими свойствами; большое количество одновременно восстанавливаемых деталей и возможность автоматизации; использование недефицитных материалов. В зависимости от видов материалов наносимых покрытий электрохимические процессы делят на железнение, хромирование, цинкование, кадмирование, никелирование и др

Электролитическое хромирование применяется для восстановления и упрочнение рабочих поверхностей ответственных деталей, работающих в тяжёлых условиях. Его широкое применение обусловлено высокими химической стойкостью и сопротивлением покрытия механическому изнашиванию.

Электролитическое железнение (осталивание) по сравнению с хромированием имеет более высокую производительность процесса, возможность нанесения более толстых покрытий, низкую стоимость и доступность исходных материалов. Однако технологический процесс обеспечивает меньшую износостойкость восстановленных деталей. Поэтому для повышения стойкости покрытий рекомендуется применять дополн. цементацию или хромирование поверхностей.

Электрохимическое полирование – один из наиболее эффективных методов повышения стойкости, например, инструментов, благодаря уменьшению шероховатости поверхности, снижению коэффициента трения инструмента об обрабатываемые детали и стружку, ликвидации прижогов. Сущность процесса – анодное растворение металла в электролите.