СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 140

Сталь

0,25 — 0,3

0,2 —

0,25

0,15^ 0,2

0,3 — 0,35

Длительность азотирования (в ч) для получения слоя толщиной, мм

0,35 — 0,4

40Х

40ХФА

18ХГТ

ЗОХЗМФ

!5—18 15—18 15-18

15—18

520 520 550 530 550

4—5 4—5

3— 4

4— 5

4—5

9—12 8—10 6—8 9—12 7—9

12—15 12—15 9—12 15—18 9—12

7—9 6—8

4— 5 6—8

5- 7

38Х2МЮА

5000—5500 5100—5600 5300—6000 7000—7600 900 0—9500

Сиоиным катодом, дуговой с термоавто- эмисснонным расходуемым, катодом) [26,45,71].

Применительно к нуждам машино­строения вакуумные ионно-плазменные методы нанесения покрытий и создания модифицированных поверхностных сло­ев можно условно разделить на четыре группы: а) ионно-диффузионные ме­тоды, осуществляемые в тлеющем раз­ряде; б) методы, основанные на явлении катодного распыления в разряде по­стоянного тока и в высокочастотном разряде; в) ионное осаждение; г) ионное легирование и внедрение (импланта­ция).

Примером методов первой группы является ионное азотирование [4, 42], которое может проводиться при более низких температурах и со значительно большей скоростью (табл. 20), чем традиционное (в результате радиацион­ного стимулирования скорость диффу­зии азота многократно увеличивается). Ионно-диффузионные методы могут быть также применены для насыщения поверхностных слоев кремнием, угле­родом и другими элементами, получе­ния карбонитридных слоев и т. п.

При использовании методов, основан­ных на явлении катодного распыления [61,71 ], покрытие образуется в резуль­тате конденсации главным образом нейтральных частиц, выбиваемых из мишени бомбардировкой ионами инерт­ного газа (аргона, криптона), имеющи­ми высокую энергию. Энергия частиц наносимого материала по крайней мере на порядок выше, чем энергия частиц, образующихся при-нспареиии в термо-1 ^вакуумных методах. Методы позволяют! наносить самые тугоплавкие и иедоста-Г точио стабильные соединения с сохра-1 неиием их стехиометрического состава,! нанесение которых термовакуумными! методами невозможно. Находят приме­нение системы с автономными ионными источниками. Системы распыления на постоянном токе используются для наиесення покрытий из проводящих электрический ток материалов, системы высокочастотного распыления — из диэлектриков.

Наиболее полно преимущества мето­дов, основанных на явлении катодного распыления, реализуются в системах магнетронного распыления [25], в кото­рых разряд осуществляется в скрещен­ных электрических и магнитных полях. Благодаря этому производительность магнетронных распылительных систем одного порядка с производительностью установок, работающих по методу КИБ (с электродуговым испарителем). К преимуществам их относится отсут­ствие капельной фазы, что позволяет! наносить покрытия практически < искажения исходного качества noBtpx-| ности.

При использовании методов ионного! осаждения [26, 71] частицы наноси*! мого материала, переведенного тем иным способом в газообразное или пзр°" образное состояние, ионизируются й ускоряются в электрическом поле. Адгезия и служебные характеристики покрытий повышакися при увеличен*111 энергии частиц, задаваемой ускоря10"

Им напряжением. В нашей стране применяются методы КИБ (кондеиса – ия при ионной бомбардировке), РЭП (Реактивное электронно-плазменное на­пыление) и ДР’ в тябл – [9] приведены сведения об износостойкости покрытий, нанесенных методом КИБ.

Ионное легирование, или импланта­ция [33, Ю6], основано на том явлении, что при больших энергиях ионы прони­кают в кристаллическую решетку на большую глубину (легируя таким обра­зом поверхностный слой детали). Этому способствует р ади ацион но-стимулиро – ванная диффузия, благодаря которой легируется слой, толщина которого во иного раз превышает глубину началь­ного проникновения ионов. Механиче­ские свойства и износостойкость моди­фицированных таким способом поверх­ностных слоев повышаются также и в результате искажений кристалличе­ской решетки, возникающих при «вби­вании» в нее ионов легирующего компо­нента.