- •А.И. Болдырев в.П. Смоленцев в.В. Бородкин технологические методы повышения качества изделий
- •Введение
- •1. Управление обеспечением качества и конкурентоспособности изделий
- •1.1. Понятие качества изделий
- •1.2. Система управления качеством в машиностроении
- •1.3. Оценка качества изделий в машиностроении
- •1.3.1. Показатели качества
- •1.3.2. Структура управления качеством
- •1.4. Технический контроль качества
- •1.5. Обеспечение качества в процессе жизненного цикла изделий
- •2.1.2. Чугуны
- •2.2. Материалы высокой прочности, упругости и пластичности
- •2.2.1. Высокопрочные сплавы
- •2.2.2. Сплавы с высокими упругими характеристиками
- •2.2.3. Сплавы, обладающие эффектом памяти формы
- •2.2.4. Сверхпластичные сплавы
- •2.3. Материалы малой плотности и высокой удельной прочности
- •2.3.1. Алюминиевые сплавы
- •2.3.2. Магниевые сплавы
- •2.3.3. Титановые сплавы
- •3. Обеспечение качества литых заготовок
- •3.1. Технология изготовления отливки
- •3.2. Обеспечение технологичности отливок
- •3.3. Точность изготовления отливок
- •3.3.1. Факторы, вызывающие погрешность размеров геометрической формы и массы отливок
- •3.3.2. Размерная точность и шероховатость поверхности отливок
- •3.3.3. Точность конфигурации и пространственные отклонения отливок
- •3.3.4. Массовая точность отливок
- •4.2. Качество заготовок, получаемых ковкой
- •4.3. Качество заготовок, получаемых объемной штамповкой
- •4.4. Качество заготовок, получаемых листовой штамповкой
- •4.5. Качество заготовок, получаемых прокаткой
- •4.6. Качество заготовок, получаемых комбинированными способами
- •4.7. Качество заготовок, получаемых электрофизическими способами
- •4.8. Качество заготовок, получаемых штамповкой из порошков и пористых материалов
- •5. Обеспечение качества сварочных процессов
- •5.1. Характеристика сварочных процессов
- •5.2. Типовые дефекты сварных соединений и конструкций
- •5.3. Энергетические характеристики высококонцентрированного лазерного излучения
- •5.4. Высокопроизводительная прецизионная лазерная резка
- •5.5. Лазерная сварка
- •5.6. Контроль качества сварных соединений
- •6.2. Химико-термическая обработка поверхностей
- •6.3. Лазерное поверхностное упрочнение
- •6.4. Лазерное легирование и наплавка
- •6.5. Ионная имплантация
- •6.6. Упрочнение поверхностным пластическим деформированием
- •6.6.1. Методы механического упрочнения непрерывным силовым контактом инструмента с обрабатываемой деталью
- •6.6.2. Методы механического упрочнения прерывистым ударным контактом инструмента с обрабатываемой деталью
- •7. Технологическое формирование показателей качества деталей
- •7.1. Основные показатели качества деталей машин
- •7.1.1. Геометрические показатели
- •7.1.2. Физико-механические показатели
- •7.2. Технологическая наследственность
- •7.3. Методы обработки заготовок
- •7.3.1. Механические методы обработки
- •7.3.2. Физико-химические методы обработки
- •7.3.3. Комбинированные методы обработки
- •8. Обеспечение качества изделий на операциях сборки
- •9. Роль испытаний в обеспечении качества изделий
- •9.1. Основные задачи испытаний
- •9.2. Научно-исследовательские испытания
- •9.3. Опытные испытания
- •9.4. Серийные испытания
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
6.5. Ионная имплантация
Атомы, лишенные всех или части электронов и обладающие, поэтому, положительным электрическим зарядом, называют ионами. Тяжелыми принято называть все ионы, массы которых больше, чем масса ядра гелия. Практически к тяжелым относятся ионы всех элементов, кроме водорода. Поскольку ионы обладают электрическим зарядом, их с помощью электромагнитных полей можно разгонять до очень больших энергий, фокусировать и управлять направлением их полета.
Тяжелые ионы, имея большую массу и электрический заряд, проходя сквозь вещество, сильно изменяют свойства кристаллической решетки. Часть составляющих ее атомов оказывается смещенной или выбитой, а рядом с ними из потерявших свою кинетическую энергию и остановившихся ионов образуются новые атомы. Вбивание, внедрение или имплантация ионов позволяет изменить химический состав бомбардируемого вещества по заранее заданной программе.
По сравнению с другими известными методами легирования, имплантация ионов представляет собой весьма универсальный метод [31]. Таким путем можно вводить атомы любого элемента в любой заданный материал. Имплантацию ионов можно проводить в условиях сравнительно невысоких температур. Процессов имплантации ионов допускает полную автоматизацию и хорошую воспроизводимость свойств, создаваемых в поверхностном слое металлов и сплавов, что делает возможным его промышленное применение.
Ионы внедряются в поверхностный слой обрабатываемой детали, в результате чего в поверхностном слое образуется новый сплав между имплантируемыми элементами и элементами основы без образования резкой границы раздела, характерной для других методов покрытия. Глубина слоя, в котором распределены атомы имплантируемого элемента, и состав образующегося сплава зависят от энергии имплантируемых ионов, а также от атомарных номеров имплантируемого элемента и основы. Обычно глубина этого слоя составляет примерно 0,1 мкм.
Ионная имплантация – это не метод нанесения покрытия; атомы исходного материала всегда составляют основу слоя, подвергнутого имплантации. При этом методе ионные частицы имплантируются в поверхность без наращивания какого-либо дополнительного слоя, что наблюдается при электроосаждении, гальваническом процессе. Ионная имплантация отличается также и от диффузионных процессов, таких, как науглероживание и азотирование, которое тоже с введением инородных частиц в поверхностные слоим, но определяются диффузионным механизмом или пределами растворимости примесей внедрения.
Ионная имплантация представляет также интерес благодаря ее способности повышать износостойкость, коррозионную стойкость, усталостную прочность и долговечность высокопрочных материалов.
Метод ионной имплантации обладает следующими преимуществами:
- он не лимитируется диффузионно-зависимыми процессами, так что химические характеристики поверхности могут быть изменены до любой заданной степени при использовании любых химических веществ;
- прочностные и вязкостные свойства в объеме материала могут сохраняться на заданном уровне при одновременной оптимизации химического состава и микроструктуры поверхности без образования резкой границы между зоной поверхностной имплантации и основным материалом;
- расход дефицитных легирующих материалов в случае поверхностного легирования посредством ионной имплантации может быть сведен к минимуму.
Ионная имплантация позволяет подавать химическую несовместимость компонентов и получать сплавы, обладающие наряду с высокой прочностью усталостной долговечностью, повышенной износостойкостью и коррозионной стойкостью.