9.1. Дати хар-ку обладнанню для вакуумно-конденсаційного метода напилення (осадження) покриттів

Принципові структурно-технологічні схеми установок для вакуумного конденсаційного напилення покриттів, не зважаючи на їх численність, мають такі основні системи, пристрої і прилади:

• вакуумну систему, яка включає робочу камеру, засоби відкачування та ін.;

• випаровувальні або розпилювальні пристрої - генератори потоку напилюваних частинок;

• систему електроживлення;

• системи живлення робочим газом, водяного охолодження і підігрівання;

• транспортувальні пристрої та оснастку;

• інші допоміжні пристрої та оснастку.

9.2. Проаналізуйте особливості вакуумно-конденсаційного метода напилення покриттів

До переваг ВКН відносять високі фізико-механічні властивості покриттів, можливість їх отримання із синтезованих сполук (карбідів, нітридів, оксидів та ін.); нанесення тонких і рівномірних покриттів; використання для напилення широкого класу неорганічних матеріалів; ВКН не забруднює навколишнє середовище і не порушує екологію. Цим

воно вигідно відрізняється від хімічних і електролітичних методів нанесення тонких покриттів (плівок).

Недоліки ВКН: невисока швидкість процесу (продуктивність) близько 1 мкм/хв, підвищена складність обладнання, низькі показники енергетичних коефіцієнтів розпилення і напилення (близько 7 %).

10.1. Обґрунтуйте доцільність додаткової зміцнюючої обробки напилених покриттів та обробки для зняття напружень. Покажіть, яким чином вибирають вид та режим обробки?

Такі види обробки доцільно застосовувати для збільшення міцності покриттів, зниження кількості несуцільностей (напр.., пористості), вирівню­вання мікро- і макроструктури. Існує декілька видів зміцнення напилених покриттів: спікання, оплав­лення, просочування, пластичне деформування. Режим обробки підбирають в залежності від типу покриття, типу деталі на якій нанесено покриття, Тпл покриття та ін.

Спікання проводять за температури (0,8...0,9)Тпл. В результаті, знижується пористість, підвищується щільність та механічні властивості покриттів, але дуже високі тем-ри призводить до зміни властивостей самого покриття.

Оплавлення - поширений, процес ведуть з місцевим або загальним нагріванням напиленого виробу до Тпл матеріалу покриття. Найлегше процес оплавлення реалі­зується в покриттях із самофлюсівного сплаву. Самофлюсівний матеріал має у своєму складі еле­менти, які легко окиснюються. Оксиди цих елементів утворюють між собою легкоплавкі шлакові системи.

Просочування - найпоширеніший спосіб, застосовують просочування органічними і неорганічними ма­теріалами. Для цього на поверхню наносять різними способами мате­ріал для просочування, який розплавляється під дією капілярних сил і проникає у несуцільності покриття. Для просочування застосовують припої (мідно-сріблі, мідно-марганцеві та ін). Правильно вибраний склад цього матеріалу і режим процесу забезпечують заповнення більшості відкритих несуцільностей. Можна використовувати для керамічних (для зниження відкритої пористості) та жаростійких покриттів (шляхом просочування покриттів з карбідів вольфраму міддю кількість несуцільностей різко зменшується, міцність покриттів на розрив збільшується до 50...70 МПа).

Пластичне деформування проводять електроконтактним нагріван­ня для вальцювання покриттів мідним роликом. Призводить до зниження пористості, підвищення міцності покриттів. Цей спосіб веде до додаткових затрат, знижує продуктивність, але при цьому підв-ся міцність щеплення покриттів.

У покриттях завжди є залишкові на­пруження, для їх зняття обробку виконують при Т=600...700 °С і охолодженні, відбувається релаксація напружень. Цей метод комбінують із заліковуванням пор, напр. для жаростійких покриттів термообробку здійснюють у вакуумі за температури до 1100 °С (напр. для газотурбінних лопаток).