Конденсация с ионной бомбардировкой.

Основан на нанесении тонких пленок карбидов, нитридов и окислов металлов в вакууме.

Под действием напряжения между анодом (деталь) и катодом (металл-испаритель) металл с катода испаряется, образуя ионное поле. Деталь нагревается до температур 300 - 600˚С. При прокачке через вакуумную камеру азота или другого газа ионы испарившегося металла образуют нитриды, карбиды или окислы, которые осаждаются на поверхность детали, создавая тонкую пленку 2 - 12 мкм.

Позволяет, используя испарители из различных металлов, создавать различные слои, в т. ч. многослойные покрытия.

Существуют установки типа «Булат», «Пуск», «Микра», ННВ и др.

Качество покрытия зависит от качества подготовки поверхности под покрытие, от чистоты используемых исходных материалов (газов, испарителей), от точности регулировки температуры процесса.

Требует сложной подготовки поверхностей перед нанесением покрытия (промывки, очистки, обезжиривания в несколько этапов).

Применяется в качестве финишного метода обработки для нанесения износостойких покрытий на ответственных деталях, а также для восстановления деталей с небольшим износом.

Материалы напыляемые при газотермических способах.

При ремонте деталей напылением применяют проволоку или порошковые сплавы.

Проволока применяется при газопламенном, электродуговом и высокочастотном методах напыления.

Порошковые сплавы – при плазменном и детонационном напылении.

Среднеуглеродистая стальная проволока применяется для деталей, работающих в условиях неподвижных посадок (содержание углерода 0,3 - 0,8 %).

Стальная проволока с повышенным содержанием углерода – для нанесения износостойких покрытий.

Порошковые сплавы изготавливают:

• на основе никеля;

• на основе железа;

• из композиционных смесей.

Сплавы на основе никеля. ПГ-ХН80СР2; ПГ-ХН80СР3; ПГ-ХН80СР4 и др. Свойства сплавов:

• низкая температура плавления 950 - 1 050˚С;

• твердость HRC_э 37 - 61;

• жидкотекучесть (зависит от содержания бора);

• свойство самофлюсования (благодаря содержанию кремния);

• высокая износостойкость.

Недостаток данных сплавов - высокая стоимость.

Сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода: ПГ-У30Х28Н4С4, сормайт (ПГ-С1) и др.

Свойства сплавов:

• высокая твердость HRC_э 57 - 64;

• более тугоплавкие (t = 1 250 – 1 300˚С);

• не обладают свойствами самофлюсования;

• недефицитны;

• дешевле сплавов на основе никеля (в 2 раза).

Стальные порошки типа ПЖ-5М (с добавкой 1–2 % порошка алюминия или 4–5 % медного порошка или 2–3 % никелевого порошка). Используются для восстановления поверхностей под подшипники скольжения в чугунных корпусных деталях.

Плазменное напыление с оплавлением покрытия

Оплавление применяется для улучшения свойств покрытий, полученных плазменным напылением. При этом плавится только наиболее легкоплавкая составляющая покрытия. Металл детали только подогревается и остается в твердом состоянии.

Оплавление производится:

• ацетилено - кислородным пламенем;

• плазменной струей;

• ТВЧ;

• в нагревательных печах.

Лучшие результаты получаются при ТВЧ, т.к. локальный нагрев не нарушает термообработки всей детали.

Для оплавления пригодны порошковые сплавы на основе никеля, содержащие флюсующие элементы.

Свойства покрытий после оплавления:

• равномерная структура, состоящая из твердого раствора микротвердостью Н_м=2,6 - 2,9 ГПа и твердых кристаллов (боридов и карбидов) с микротвердостью Н_м=10 - 12 ГПа;

• макротвердость в зависимости от содержания бора HRC_э 37 - 61;

• износостойкость повышается и может превышать в 2 - 10 раз износостойкость закаленной стали 45;

• прочность сцепления покрытий с поверхностью детали повышается в 8 - 10 раз (400 - 450 МПа);

• усталостная прочность повышается на 20 – 25 %.