Меню Рубрики

Установки для нанесения покрытий реферат

Введение: назначение и области применения покрытий

Введение: назначение и области применения покрытий. 3

1. Внутренние и внешние покрытия и методы их нанесения. 5

1.1 Классификация физико-химических свойств поверхностей при нанесении покрытий 11

1.2 Внутренние покрытия. 12

2. Физико–химические свойства поверхности твердого тела 14

2.1 Формирование поверхности твердого тела, роль поверхности в изделиях 14

2.2 Поверхностная энергия. 15

2.3 Строение и свойства поверхностного слоя. 17

2.4 Физическая и химическая адсорбция. 17

2.4.1 Физическая адсорбция. 18

2.4.2 Химическая адсорбция. 20

2.5 Адсорбированные вещества на поверхности материала изделия. 21

2.6 Холодное напыление металлических покрытий. 22

3. Гальваническое покрытие: виды обработки. 27

3.1 Механическая обработка. 27

3.2 Химическая обработка. 29

3.3 Электрохимическая обработка. 31

4. Оборудование для гальванических операций. 35

Приложения (видеофильмы по теме реферата) 41

Библиографический список. 42

Введение: назначение и области применения покрытий

Основной причиной появления и развития технологии нанесения защитных покрытий явилось стремление повысить долговечность деталей и узлов различных механизмов и машин. Оптимизация системы покрытия предполагает соответствующий выбор состава покрытия, его структуры, пористости и адгезии с учетом, как температуры нанесения покрытия, так и рабочей температуры, совместимости материалов подложки и покрытия, доступности и стоимости материала покрытия, а также возможности его возобновления, ремонта и надлежащего ухода во время эксплуатации.

Решение проблемыс обработкой изделий или макетов – одна из важных производственных задач. Без финишной обработки дизайнерских вещей мы не можем определится с окончательным видом изделия, качеством, долгообслуживанием и сохранением. Решение проблемы финишной обработки изделий и макетов является задачей в мировом промышленном дизайне.

В реферате будут подробно рассмотрены технологии обработки поверхности, к реферату будут прилагаться видеоматериалами с подробными описаниями технологического процесса обработки изделий с использованием различных оборудований.

Основная функция обработки изделий заключается в том что объекты такие как только что вырезанные деревянные изделия или каменные фигурки, металлические объекты или макеты – всё это нужно покрыть краской или провести финишную шлифовку, нанести защитный слой. В производстве любая поверхность должна соответствовать определенным стандартам качества, поэтому для её обработки существует множество технологий в зависимости от задач, которые поставлены. Технологии обработки поверхностей нашли свое применение во многих отраслях промышленности, среди них литейное и кузнечно-прессовое производство, автомобиле- и судостроение, аэрокосмическая промышленность, производство труб, металлоконструкций и т.д. Бывают следующие технологии обработки поверхностей: удаление окалины, ржавчины, краски и заусениц; травление поверхности; наружная и внутренняя очистка труб, бочек, барабанов, разных баллонов; дробеструйное упрочнение поверхностей; порошковая окраска; подготовка поверхностей перед окраской или перед нанесением защитных покрытий; удаление дефектов поверхностей и др. Номенклатура технологий обработки поверхностей не ограничивается на этом, а оборудование по их исполнению включает в себя самые разные конструкционные решения.

Нанесение покрытий позволяет решить две технологические задачи. Первая состоит в направленном изменении физико-химических свойств исходных поверхностей изделий, обеспечивающих заданные условия эксплуатации, вторая – в восстановлении свойств поверхностей изделий, нарушенных условиями эксплуатации, включая потерю размеров и массы. Использование покрытий позволяет значительно повысить эксплуатационные характеристики изделий: износостойкость, коррозионостойкость, жаропрочность, жаростойкость и др.

В настоящее время продолжается совершенствование и поиск новых методов нанесения покрытий.

Изучение методов нанесения покрытий, их разновидностей; термодинамики процессов при создании покрытий различного типа на металлических и неметаллических поверхностях; строения, структуры и эксплуатационных свойств покрытий; основного оборудования для газотермического и электротермического нанесения покрытий на металлопродукцию.

Изучение методов повышения качества изделий формированием многослойных и армированных покрытий; метрологического контроля технологических параметров формирования и их свойств.

Роль и место покрытий в современном производстве

Покрытия – это одно или многослойная структура нанесенное на поверхность для защиты от внешних воздействий (температуры, давления, коррозии, эрозии и так далее).

Различают внешние и внутренние покрытия.

Внешние покрытия имеют границу между покрытием и поверхностью изделия. Соответственно размер изделия увеличивается на толщину покрытия, при этом взрастает масса изделия.

Во внутренних покрытиях отсутствует граница раздела и размеры и масса изделия остаются неизменными, при этом изменяются свойства изделия. Внутренние покрытия еще называют модифицирующими покрытиями.

Применение недостаточно прочного покрытия, толщина которого за время работы заметно уменьшается, может привести к снижению прочности всей детали вследствие уменьшения эффективной площади ее полного поперечного сечения. Взаимная диффузия компонентов из подложки в покрытие и наоборот может привести к обеднению или обогащению сплавов одним из элементов. Термическое воздействие может изменить микроструктуру подложки и вызвать появление в покрытии остаточных напряжений. С учетом всего перечисленного оптимальный выбор системы должен обеспечивать ее стабильность, т. е. сохранение таких свойств, как прочность (в ее различных аспектах), пластичность, ударная вязкость, сопротивление усталости и ползучести после любого воздействия. Наиболее сильное влияние на механические свойства оказывает эксплуатация в условиях быстрого термоциклирования, а наиболее важным параметром является температура и время ее воздействия на материал; взаимодействие с окружающей рабочей средой определяет характер и интенсивность химического воздействия.

Читайте также:  Установка лобового стекла люберцы

Механические способы соединения покрытия с подложкой часто не обеспечивают нужное качество сцепления. Гораздо лучшие результаты обычно дают диффузионные методы соединения. Хорошим примером удачного диффузионного покрытия является алитирование черных и цветных металлов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9252 — | 7836 — или читать все.

источник

Реферат

по дисциплине «Технология механической и физико-химической обработки материалов»

Студент Скилевая А.О. Группа 2РКК-2ДБ-323 Руководитель Сильченко О.Б.

Содержание

Виды покрытий и их классификация……………………………………………………………..

Общая характеристика покрытий и способов их нанесения……………………….

Оловянные и хромосодержащие покрытия………………………………………….

Осаждение в вакууме или из газовой фазы………………………………………….

Неорганические покрытия и способы их нанесения…………………………………………….

Органические полимерные покрытия…………………………………………………

Методы подготовки поверхности для нанесения покрытий…………………………………….

Общие сведения о подготовке поверхности………………………………………….

Механические способы обработки……………………………………………………

Химические способы обработки………………………………………………………

Установки для вакуумного напыления………………………………………………………….

Вакуумное оборудование для нанесения защитно-декоративных и коррозионностойких покрытий………………………………………………………..

Вакуумное оборудование для нанесения покрытий на полимерную пленку………..

Вакуумные технологические линии…………………………………………………….

Виды покрытий и их классификация

Общая характеристика покрытий и способов их нанесения.

В зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным характеристикам деталей, различают три вида покрытий:

защитные покрытия, назначением которых является защита от коррозии деталей в различных агрессивных средах, в том числе при высоких температурах;

защитно-декоративные покрытия, служащие для декоративной отделки деталей с одновременной защитой их от коррозии;

специальные покрытия, применяемые с целью придания поверхности специальных свойств (износостойкости, твердости, электроизоляционных, магнитных свойств и др.), а также восстановления изношенных деталей.

Для оценки сопротивления покрытия коррозии обычно применяют испытания, при которых коррозионная нагрузка на деталь близка к условиям ее эксплуатации. Эффективность сопротивления коррозии определяется по растворению покрытия и взвешиванию.

Классификация процессов нанесения металлических покрытий приведена на рисунке 1.

Горячее погружение в расплав – один из самых старых методов нанесения покрытий. Металлы ванны имеют низкую температуру плавления – это цинк, олово, алюминий. Они обеспечивают защиту основного металла от коррозии.

Напыление осуществляется мелкими частицами материала, образующимися при пропускании проволоки или порошка через кислородно-ацетиленовое пламя, с последующим осаждением на холодную основу. Для нагрева можно использовать электродуговую или плазменную металлизацию. Это способствует улучшению адгезии и снижению пористости покрытия.

Наплавка осуществляется сплавлением осаждаемого материала с поверхностным слоем основы. Наплавка широко применяется для ремонта отдельных деталей, поврежденных или износившихся в процессе эксплуатации. Для нанесения покрытий методом наплавки могут использоваться все основные сварочные процессы: газопламенный, электродуговой, плазменный, электроннолучевой и др.

Электрохимическое осаждение металлов из растворов солей обычно применяется для получения гальванических покрытий из хрома и никеля толщиной 0,12 – 0,60 мм.

Электролитическое нанесение покрытий из сплавов Ni – P и Ni – B осуществляется вследствие химического взаимодействия. В этом случае покрытия формируются по всей поверхности деталей с одинаковой скоростью толщиной до 0,12 мм, тогда как гальванические покрытия прежде всего формируются на выступающих местах – кромках, ребрах, гранях.

Химико-паровое осаждение, или процесс CVD (chemical vapour deposition), является процессом, при котором устойчивые продукты реакции зарождаются и растут на подложке в среде с протекающими в ней химическими реакциями (диссоциация, восстановление и др.). Благодаря высокой температуре на поверхности образуются очень тонкие слои, например, карбида или нитрида титана. CVD-процесс используется для нанесения покрытий на инструмент и штампы.

Физическое осаждение из паровой фазы (physical vapour deposition, PVD) протекает в несколько стадий:

нагрев материала в вакууме до испарения;

перенос паров от источника к подложке;

конденсация паров на основе – подложке.

Метод PVD обладает высокой гибкостью, и с его помощью можно наносить любые металлы, сплавы, оксиды, карбиды и нитриды. Например, его с успехом применяют для нанесения износостойкой пленки TiN на стальной инструмент. Достоинством метода PVD является высокая чистота поверхности и превосходная связь с основой.

Механическое нанесение покрытий используют для получения цинковых, кадмиевых и оловокадмиевых покрытий. Детали перемешивают в сосудах с соответствующими тонкими металлическими порошками, активаторами и стеклянными шариками.

Ионная имплантация (рисунок 2) предусматривает ионизацию атомов с последующим ускорением ионов в электрическом поле в вакууме.

Ионы тормозятся при соударении с мишенью и распределяются по глубине мишени. Хотя глубина проникновения ионов обычно не превышает 0,1 – 0,2 мкм, свойства металла могут меняться существенно.

Читайте также:  Установка противотуманных фар suzuki sx4

Механическое нанесение покрытий используют для получения цинковых, кадмиевых и оловокадмиевых покрытий. Детали перемешивают в сосудах с соответствующими тонкими металлическими порошками, активаторами и стеклянными шариками.

источник

реферат Требования к качеству, оборудование и технология нанесения износостойких покрытий на режущие инструменты

Трение и износ твердых тел, а также оценка факторов, влияющих на протекания данных процессов. Технологические способы обработки поверхности, используемые методы, условия и возможности практического применения. Способы нанесения износостойких покрытий.

Нажав на кнопку «Скачать архив», вы скачаете нужный вам файл совершенно бесплатно.
Перед скачиванием данного файла вспомните о тех хороших рефератах, контрольных, курсовых, дипломных работах, статьях и других документах, которые лежат невостребованными в вашем компьютере. Это ваш труд, он должен участвовать в развитии общества и приносить пользу людям. Найдите эти работы и отправьте в базу знаний.
Мы и все студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будем вам очень благодарны.

Чтобы скачать архив с документом, в поле, расположенное ниже, впишите пятизначное число и нажмите кнопку «Скачать архив»

Подобные документы

Поверхностное упрочнение твердых сплавов. Упрочнение нанесением износостойких покрытий. Методика нанесения износостойких покрытий на прецизионный твердосплавный инструмент. Оптимизация технологии формирования покрытий на сверлах из твердого сплава.

дипломная работа [6,1 M], добавлен 08.10.2012

Характеристика, свойства и применение современных износостойких наноструктурных покрытий. Методы нанесения покрытий, химические (CVD) и физические (PVD) методы осаждения. Эмпирическое уравнение Холла-Петча. Методы анализа и аттестации покрытий.

реферат [817,5 K], добавлен 26.12.2013

Технологии, связанные с нанесением тонкопленочных покрытий. Расчет распределения толщины покрытия по поверхности. Технологический цикл нанесения покрытий. Принципы работы установки для нанесения покрытий магнетронным методом с ионным ассистированием.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.05.2011

Применение наплавки для повышения износостойкости трущихся поверхностей в машиностроительном производстве. Технологические процессы лазерной обработки металлов. Технология нанесения покрытий лазерным оплавлением предварительно нанесенного порошка.

реферат [682,4 K], добавлен 22.02.2017

Определение и виды лакокрасочных покрытий. Методы их нанесения. Основные свойства лакокрасочных покрытий. Их промежуточная обработка. Защита материалов от разрушения и декоративная отделка поверхности как основное назначение лакокрасочных покрытий.

контрольная работа [172,4 K], добавлен 21.02.2010

Основные технологические способы обработки поверхности режущих инструментов упрочняющими слоями. Оборудование и технологии для нанесения плазменных, вакуумных покрытий. Номенклатура режущих инструментов, используемых в кожевенно-меховых производствах.

дипломная работа [3,5 M], добавлен 11.04.2015

Изучение износостойких нанокомпозитных покрытий с использованием методов магнетронного распыления и вакуумно–дугового разряда. Изучение влияния содержания нитрида кремния на твердость покрытия. Измерение микротвердости поверхностного слоя покрытий.

курсовая работа [830,3 K], добавлен 03.05.2016

Характеристика основных закономерностей процесса газотермического нанесения покрытий. Устройство плазматрон. Преимущества технологии газотермического нанесения покрытий. Моделирование воздействия концентрированного потока энергии на поверхность.

контрольная работа [3,2 M], добавлен 16.06.2013

Коррозионная стойкость окрашенных изделий. Удаление окисных пленок. Обезжиривание, абразивная очистка, травление, фосфатирование, хроматирование, пассивирование. Классификация процессов нанесения металлических покрытий. Требования к готовым покрытиям.

презентация [180,4 K], добавлен 28.05.2014

Понятие физической и химической адсорбции, их роль в гетерогенном катализе. Предварительная подготовка напыляемой поверхности при любом методе нанесения покрытий. Теория активации химического взаимодействия. Связь скорости реакции с энергией активации.

контрольная работа [305,0 K], добавлен 25.12.2013

источник

Реферат на тему: Современные виды покрытий, применяемых для повышения стойкости металлорежущего инструмента (нанопокрытия)

3. Методы нанесения нанопокрытий………………………………… 9

4. Покрытия CVD (Сhemical Vapor Deposition)…………………… 14

5. Покрытия PVD (Physical Vapor Deposition) или КИБ (конденсация с ионной бомбардировкой)…………. 17

6. Покрытия DLC (Diamond Like Coatings)………………………… 19

1. Введение

Нанопокрытие – новый этап в развитии функциональных покрытий. Оно наносится методом газотермического напыления.

Использование нанопокрытий позволяет значительно снизить коэффициент трения при сохранении износостойкости, повысить вязкость покрытий при сохранении антикоррозионных свойств и увеличения температуры эксплуатации на 50°C. Все это особо актуально в области машиностроения. В процессе создания нанопокрытия мы не стали снижать толщину покрытия, ведь большинство машиностроительных задач решается при соответствующей величине в десятки и сотни микрон.

Для создания нанопокрытий используются наноструктурированные материалы, суспензии, золь-гнели. В покрытия внедряются специальные добавки, которые модифицируют их структуру и обеспечивают получение необходимых свойств.

Работа по разработке нанопокрытий ведется в опытном режиме, однако покрытия уже широко используются в нефтедобывающей и аэрокосмической отрасли, а также в атомной промышленности. Работы выполняются молодыми учеными-практиками на собственном оборудовании, а также в сотрудничестве с ГК «Роснанотех». Команда наших специалистов с интересом проводит опытно-конструкторские и научно-исследовательские мероприятия. В результате, сотрудники ЗАО «Плакарт» разработали способ нанесения покрытий, структура которых целиком или частично формируется из наночастиц.

Читайте также:  Установка процессора amd fx 8320

За счет изменения температуры и варьирования скорости газовой струи, взаимодействующей с частицами материала можно добиться оптимального уровня адгезионных и когезионных характеристик, а также обеспечить более высокую плотность покрытий.

Преимуществом высокоростного напыления является возможность создания тонких, но в тоже время прочных наноструктурированных покрытий.

Наиболее эффективным методом направленной модификации поверхностных свойств инструментального материала является нанесение функциональных покрытий на рабочие поверхности режущего инструмента.

Последовательное нанесение нескольких видов покрытий обеспечивает дополнительную прочность режущей кромки, эффективный теплоотвод из зоны резания, низкую адгезию с обрабатываемым материалом, демпфирование и уменьшение виброакустических явлений за счет многослойности покрытий.

Актуальнольность работы
1. Объектом для исследования являлись нанопокрытия используемые для современного металлорежущего инструмента.
2. Цель исследования получение практических и теоретических сведений о структуре поверхности инструмента, образованных с использованием нанопокрытий.
3. Актуальность темы очевидна так как нанопокрытия все более широко используются в промышленности, помогая продлить срок службы инструмента, способствуя защите металлорежущего инструмента от быстрого износа.
2. Типы нанопокрытий

Микрозернистые по структуре вакуумно-дуговые покрытия на основе соединений тугоплавких металлов характеризуются высокой твёрдостью (20–35 ГПа) [1], износостойкостью, низкими коэффициентами трения, однако их недостаток – значительная хрупкость, что ухудшает эксплуатационные характеристики покрытий. Анализируя существующие нанопокрытия, можно выделить три основные группы:

1. Наноструктурные покрытия [1], в отличие от традиционных, совмещают в себе повышенную микротвердость и достаточную пластичность. Поведение нанокристалических материалов с размерами зерен 10 нм и менее определяется главным образом процессами в пограничных областях, поскольку количество атомов в зернах сравнимо или меньше, чем в их границах. Это обстоятельство существенно изменяет характер взаимодействия между соседними зернами, например, тормозит генерацию дислокаций, препятствует распространению трещин из-за упрочнения границ зерен (рис. 1). [1] При этих условиях дислокации в нанозернах отсутствуют (рис. 1 а). [1]

Рис. 1. Типы нанопокрытий: а – наноструктурное; б – нанокомпозитное; в – нанослойное. [1]

2. Нанокомпозитные покрытия состоят из основной нанокристаллической твердой фазы, на границах зёрен которой располагается тонкий слой второй нанокристаллической или наноаморфной фазы. Таким образом, твёрдые зёрна упрочняющей фазы разделены между собой тонкими прослойками атомов другой фазы. Такие покрытия обладают сверхвысокой твёрдостью, большими коэффициентами упругого возврата, высокой термостойкостью (рис. 1, б). [1]

Ультрадисперсные материалы с увеличенной площадью межзеренных границ имеют более сбалансированное соотношение между твердостью, оказывающей определяющее положительное влияние на износостойкость и прочностными характеристиками материала, в том числе и в условиях действия циклических термомеханических напряжений.

3. Нанослойные покрытия обладают повышенной трещиностойкостью. Предпосылки для их получения возникли еще 20 лет назад, при разработке многослойных покрытий на основе TiN/NbN, TiN/VN, (TiAl)N/CrN и др. с чередующимися слоями металлов или соединений. Нанослойные покрытия обладают различными внутренними напряжениями (модулями упругости) и близкими по величине коэффициентами термического расширения. Толщина отдельных слоёв должна быть настолько мала, чтобы внутри них не появлялся источник дислокаций, а дислокации, которые под действием напряжений двигались бы к границе раздела из более мягкого слоя, отталкивались бы силами, создающимися упругими напряжениями в более твёрдом слое. Общее количество слоев покрытия выбирается в зависимости от решаемых технологических задач и в ряде случаев может достигать двухсот (рис. 1 в). [1]

Таким образом, создание покрытий для режущего инструмента нового поколения наиболее эффективно осуществлять при использовании инновационной концепции многослойно-композиционных архитектуры с нанометрической структурой и чередующимися слоями наноразмерной толщины различного композиционного состава и функционального назначения (рис. 2). [2]

Рис. 2. Твердость покрытий по HV. [2]

Титановые покрытия значительно повышают поверхностную твердость основы даже при очень высоких температурах, в результате износостойкость инструмента многократно увеличивается. За счет снижения трения между инструментом и объектом обработки, зачастую отпадает необходимость применять охлаждение, а скорость работы возрастает от 10 до 50 %. [2] Обыкновенно, их используют для обработки твердосплавных инструментов, например, сверл и разнообразного режущего оборудования. Покрытие нитрид титан-алюминия (TiAlN) позволяет сохранять твердость 2800 HV даже при температуре 7500, применяется для работы по материалам сложным для обработки. Нитрид титана (TiN) остается твердым при 5400, его используют для модификации хирургических инструментов и оборудования пищевой промышленности. Очень твердое покрытие карбонитрид титана 4000 HV (TiCN) применяется для работы по чугуну, кремнистому алюминию, абразивным материалам.

3. Методы нанесения нанопокрытий

Первые серийные образцы сменных многогранных пластин с износостойкими покрытиями компания Sandvik Cоromant [3] продемонстрировала еще в 1969 году (рис. 3).

Рис. 3. – Методы нанесения нанопокрытий. [3]

В таблице 1 представлены основные коммерчески значимые методы газотермического напыления и их характеристики. [4]

источник