12 Требования к материалу покрытия и его толщине

Качество покрытий должно соответствовать ГОСТ 9.301—78.

Для всех видов покрытий установлены требования к внешнему виду и, при необходимости, к специальным свойствам. Кроме того, для металлических покрытий устанавливают требования к толщине, пористости и прочности сцепления и, в случае покрытий сплавами — к химическому составу; а для неметаллических неорганических покрытий — требования к защитным свойствам и, при необходимости, к толщине.

Специальные свойства покрытий должны соответствовать требованиям конструкторской документации.

По толщине, химическому составу, защитным свойствам и пористости покрытия должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ9.301—78.

Вид и толщину покрытия деталей (согласно ГОСТ 9.301—78, ГОСТ 9.073—77, ГОСТ 21 484—76) выбирают в соответствии с требованиями, приведенными в нормативно-технической документации. Исключение составляют детали, для которых толщину покрытия устанавливают независимо от условий эксплуатации: детали, выполненные по 7, 8 и 9-му квалитетам или имеющие посадки с натягом; резьбовые детали; пружины [3, С.42].

Основным требованием к коррозиеустойчивым и защитно-декоративным покрытиям является наличие достаточной для данных условий эксплуатации изделия толщины слоя покрытия.

Выбор покрытий и их толщина зависят от назначения изделий и условий их эксплуатации. Минимальные значения толщин покрытий после их отделки предусматриваются Государственными стандартами.

В зависимости от условий работы изделия устанавливаются три группы покрытии:

группа Л — для легких условий работы. Эта группа предназначена для эксплуатации изделий в закрытых, сухих, отапливаемых и вентилируемых помещениях (аналогичных жилым);

группа С — для средних условий работы. Эта группа предназначена для эксплуатации изделий в условиях закрытых помещений, и наружной атмосферы, загрязненных промышленными газами, пылью, а также содержащих аэрозоли или испарения морской воды. При этом изделия не должны подвергаться непосредственному воздействию дождя или снега;

группа Ж — для жестких условий работы. Эта группа предназначена для эксплуатации изделий в условиях закрытых помещений и наружной атмосферы, загрязненных значительным количеством промышленных газов и пыли, а также при непосредственном периодическом воздействии дождя, снега или брызг морской воды [1, С.46].

Толщина покрытия в ряде случаев (например, с целью защиты от коррозии в жидких средах или агрессивных газах, при повышении износостойкости поверхности металла и.др.) не может быть стандартизована. В каждом отдельном случае здесь необходимо учитывать интенсивность воздействия коррозионной среды, конструктивные особенности изделия, срок службы и требования к покрытию, обусловленные технологией изготовления деталей.

13 Упрочняющая обработка

Упрочняющая обработка предназначена для повышения адгезионной и когезионной прочности нанесенных покрытий и снижения в них различного рода несплошностей. Обычно для этих целей используется высокотемпературный диффузионный отжиг. Активные диффузионные процессы существенно изменяют структурное состояние покрытия. Большинство покрытий сформированных из порошковых частиц или атомарных (ионизированных ) потоков нестабильны из за большого избытка свободной энергии, обусловленной наличием огромной внутренней межфазной поверхности. При нагреве в результате протекания диффузионных процессов свободная энергия понижается в соответствии с термодинамическими законами.

Чем больше свободная поверхность покрытия, тем больше начальная движущая сила процесса перестройки материала слоя. Проанализировать этот процесс можно с помощью классических термодинамических уравнений капиллярности, с учетом значений поверхностного натяжения, кривизны пов-ти и давления внутри рассматриваемого элемента нагреваемой системы. Механическое равновесие на границе раздела 2х фаз разделенных неплоской поверхностью оценивается ур-м Лапласа: дельта Р=Р1-Р2 не равно 0.

При наличии искривленной поверхности раздела возникает сила или поверхностное давление дельтаР на границе раздела со стороны рассматриваемых фаз. Процесс перестройки материала слоя при высокотемпературном нагреве связан с массопереносом. Различают следующие механизмы массопереноса : перенос вещества ч-з газовую фазу, перенос поверхностной или объемной диффузией, в результате ползучести кристаллических тел и рекристаллизационных процессов. Понижение свободной энергии при нагреве покрытий может быть также связано протекание процессов гетеродиффузии. Для равномерности и стабильности структуры покрытия после дифузионнного отжига применяют механическое воздействие на поверхность покрытия с последующим повторным диффузионным отжигом. Сдвиговые пластические деформации повышают уровень свободной энергии системы дельта F позволяют получить более стабильное с равномерной структурой покрытие. Такая упрочняющая технология применяется в частности при нанесении жаростойких покрытий на рабочие лопатки турбореактивных авиационных двигателей. Высокотемпературный диффузионный отжиг повышает все качественные показатели нанесенных покрытий. При создании внутренних покрытий термодиффузионным насыщением отжиг способствует образованию границы раздела с более плавны перепадом концентраций диффундирующего элемента, что приводит к снижению остаточных напряжений в модифицированной поверхности.

Наибольший эффект упрочнения достигается при оплавлении нанесенного покрытия. Однако этот процесс специфичен и возможен только при наличии активного смачивания пов-ти расплавленным материалом покрытия. При оплавлении необходима нейтральная или восстановительная среда или другие способы защиты расплавленного материала. Способ мало пригоден также при упрочнении тонких покрытий.

Уплотняющая обработка.

Применяется для уплотнения пористых покрытий предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах и в условиях интенсивного изнашивания. Наиболее высокая пористость как уже отмечалось характерна для покрытий, формирующихся из порошков. Для этих целей с успехом используют широко применяемую в технологических процессах пропитку. Пропитка может осуществляться как органическими, так и неорганическими материалами при низких средних и высоких Т. в зависимости от физико-химических процессов лежащих в основе пропитки, различают капиллярную, гидростатическую и диффузионную. Капиллярная пропитка основана на активном смачивании жидкостью стенок капилляров под действием поверхностного натяжения на границе раздела жидкости с порошковым покрытием.