4.3.14. Электронно-лучевое испарение в вакууме

Сущность электронно-лучевого испарения в вакууме заключается в следующем:

1. Плавление тонкого поверхностного слоя сплава покрытия (1…2мм) с помощью электронной бомбардировки.

2. Объёмная диффузия и вынужденная ковекция компонентов сплава в расплавленном объёме.

3. Испарение элементов слава с поверхности.

4. Доставка испарившихся атомов в зону заготовки.

5. Поверхностные процессы.

6. Адсорбирование химабсорбированных атомов.

Лимитирующая стадия – доставка атомв в зону подлжки (молекулярный режим) или поверхностные процессы в зоне заготовки (кинетический режим). Процесс производится в вакууме при давлении не более 8,75*10^-3Па.

Плотность и прочность покрытия невелика по сравению с ХТР, что предполагает применение финишной термомеханической обработки. Содержание примесей в электронно-лучевом материале довольно высокое – более 0,1%, а значение твёрдости для Cr, Al,Zrпревышает те же значения, полученные при ХТР и зонной плавке.

Данный способ позволяет наносить покрытия практически любого состава при различных температурах заготовки–подложки.

4.3.15. Магнетронное распыление

Сущность метода – распыление материала катода при бомбардировке его ионами рабочего газа, доставка продуктов распыления электро-магнитным полем в зону заготовки, осаждение продуктов распыления на поверхность заготовки. Процесс ведётся при давлении 0,1…0,01 МПа. Напряжение между катодом и анодом 300…1000 В. Распылённые атомы катода ионизируются электронами электро-магнитного поля и в ионизированном состоянии начинают движение в зоне заготовки. Покрытия при магнетронном распылении отличаются большой плотностью, высокой химической чистотой и низкой пористостью. Основным недостатком является низкая производительность, сложность установки и вредность процесса.

4.3.16. Вакуумно-плазменная обработка

Сущность вакуумно-плазменной обработки – нагрев и испарение маталла покрытия при электронной бомбардировке, ионизация компонентов газовой фазы электронным разрядом, доставка ионов покрытия в зону заготовки в ускоряющем электро-статическом и электро-магнитном поле, взаимодействие ионов с поверхностью заготовки. Этим способом можно наносить покрытия как из металлов, так и неметаллов, оксидов, карбидов и нитридов. В последнем случае поток электронов смешивается с реактивным газом и в зону заготовки поступает сформировавшееся соединение. Испарение и доставка ионов производится под давлением 0,1 МПа. Покрытия обладают хорощей адгезией в подложке, большой равномерностью и относительно высокой плотностью. Недостатки – ухудшается шероховатость поверхности и формируются растягивающие О.Н. Поэтому после этой обработки провадят отжиг и обработку ППД. Данным методом наносят покрытия из чистых металлов (Cu,Ta,Mo,Cr, кадмий, ниобий), а так же многокомпонентные системы-сплавы (Ni-C-Al,Ni-Cr).

4.4. Химико-термическая обработка (хто)

Сущность ХТО в насыщении поверхностного слоя заготовок необходимыми веществами из окружающей среды при одновременном химическом и термическом воздействии. ХТО является одним из наиболее распространённых методов повышения качества поверхностного слоя деталей машин. При ХТО получается качественно новое физико-химическое состояниеповерхностного слоя, обеспечивающее повышение износостойкости, коррозионной стойкости и усталостной прочности.

При ХТО выделяют физико-химический и кинематическе параметры процесса. Количество параметров велико и очень сложно учесть их как отдельно, так и взаимное влияние, поэтому при исследованиях часто применяют метод планирования эспериментов.