СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 139

Покрытия, получаемые методами химического осаждения из газовой фазы. Методы химического осажде­ния из газовой фазы (или газофгзные методы) основаны на осаждении покры­тий на нагретую подложку в резуль­тате разложения относительно нестой­ких газообразных веществ или взаимо­действия двух нли более газообразных веществ (или переведенных в паровую" фазу твердых веществ) с образованием на поверхности слоя химического соеди­нения [4, 42, 54, 105].

Наибольшее распространение полу­чил метод осаждения покрытпй из карбида титана на нагретых до высокой’ температуры (1000—1100°С) деталях и инструменте в результате химической- реакции двух находящихся в газооб­разном состоянии веществ:

TiCl4 + CH4 TiC + 4НС1.

Получаемые таким образом покрытия в несколько раз повышают стойкость неперетачиваемого инструмента из твердых сплавов.

Из-за высоких температур, необхо­димых для прохождения реакции и образования прочного соединения с подложкой, этот метод непригоден для закаленных углеродистых и быстроре­жущих сталей. Однако [105] можно наносить покрытия из других износо­стойких соединений при значительно более низких температурах (табл. 19) или закаливать детали сразу после нанесения покрытий.

Существенным усовершенствованием процессов газофазного осаждения по­крытий явилось создание установок, работающих по замкнутому циклу без

. Твердые тугоплавкие соединения, получаемые химическим

Осаждением

J3’газовой смеси [105]

Н, МПа

Исходные вещества

Температура основы при осаждении, 0C

30 000 30 000 ¦40 000 ¦35 000 ¦25 000 ¦25 000 ¦27 000 000 000 -25 000

20 ООО—; 25 ООО—; 25 000- 30 000- 18 000— 20 000- 20 000- >32 ~17 20 000-

1500—2000 1200—1600 ~ 1400 – 1300 1000—1300 800—1300 650—1700 800—1100 900—1100 325—600

VCl1 + C6H6CHg + H2 SiCI4 + NH3 CH3SiCI3 + H2 BCI3 + CH4 + H2 HfCI4 + CH4 + H2 AlCl3 + H2 + CO2 TiCl4 +N2-I-H2 . TiCl4 + CH4 WCl0 + CH4 WF6 + C6H6 + H2

Выброса вредных веществ в атмосферу [4].

Покрытия, получаемые термо­вакуумным напылением. Термова­куумный метод нанесення покрытий [45, 61 ] основан на конденсации на поверхностях деталей пленки металла или химического соединения, переве­денного в парообразное состояние на­гревом наносимого вещества (от нагре­вателя сопротивления, электронным лучом, индукционным методом, взры­вом проволочки и, наконец, лазерным лучом). Энергня атомов или молекул 8 образующейся паровой фазе невели­ка, поэтому для образования качест­венного покрытия с хорошей адгезией к основе требуется нагревать ее до температур, обеспечивающих прохо­ждение диффузионных процессов на rParnme покрытие — основа. Термо – вакуумные методы могут быть реализо – Ва"Ь1 в высоком вакууме. Производи­тельность этих методов может быть Достаточно высокой. К их недостаткам Относятся: изотропный разлет наноси­мых веществ при их испарении (что Риводитк высоким непроизводитель – «Ым потерям напыляемых материалов); ^возможность нанесения недостаточно абильных веществ; трудность нанесе­на сплавов заданного состава при раз – ^чной упругости паров компонентов;

Л ходимость нагрева деталей (под-

ЖКи) До высоких температур.

Вакуумные иоиио-плазмеииые по­крытия и модифицированные слои.

Для образования качественного покры­тия при более низких температурах деталей необходимо повысить энергию конденсирующихся на них частиц. При соударении с твердой поверхностью частиц с достаточно высокой энергией в микрообъемах создаются условия, при которых обеспечивается образова­ние химических связей без объемного нагрева деталей (что лежит в основе всех вакуумных ионно-плазменпых ме­тодов нанесення покрытий). В образо­вании покрытия при этих методах участвуют нейтральные и возбужден­ные частицы (атомы, молекулы и кластеры) с высокой энергией (превы­шающей в десятки и сотни раз энергию тепловых помов и молекул) и ионы, энергию которых можно варьировать в широких пределах изменением уско­ряющего напряжения.

Вакуумные нонно-плазменные про­цессы нанесения покрытий характери­зуются следующими основными эта­пами: генерацией атомарного или моле­кулярного потока вещества, его иони­зацией, ускорением и фокусировкой и, наконец, конденсацией на поверхности деталей или подложки. Для генерации потока вещества используются разо­грев потоком электронов и различные формы газовых разрядов (тлеющий, дуговой с нерасходуемым термоэмис-

20. Влияние режимов ионного азотирования на толщину и твердость износостойкого слоя [42J

Темпе­ратура,

HV1 Wna