Слайд 2
.
Вакуумное ионно-плазменное упрочнение.
Методы ионно-плазменной обработки:
Ионное распыление.
Ионное
легирование (имплантация).
Ионное осаждение покрытий.
Ионно-диффузионное насыщение.
Слайд 3
Вакуумное ионно-плазменное упрочнение
Основано на воздействии на поверхность
детали потоков частиц и квантов с высокой энергией.
Это
прямое преобразование эклектической энергии в энергию технологического воздействия, основанной на структурно-фазовых превращениях в осажденном на поверхности конденсате или в самом поверхностном слое детали, помещенной в вакуумную камеру.
Вакуумные ионно-плазменные методы упрочнения поверхностей деталей включают следующие процессы:
генерацию (образование) корпускулярного потока вещества;
его активизацию, ускорение и фокусировку;
конденсацию и внедрение в поверхность деталей (подложек).
Слайд 4
Генерация: корпускулярного потока вещества возможна его испарением (сублимацией)
и распылением.
Испарение: переход конденсированной фазы в пар осуществляется
в результате подводок тепловой энергии к испаряемому веществу.
Твердые вещества обычно при нагревании расплавляются, а затем переходят в газообразное состояние. Некоторые вещества переходят в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется сублимацией.
Слайд 5
Достоинством данных методов является возможность создания высокого уровня
физико-механических свойств материалов в тонких поверхностных слоях, нанесение плотных
покрытий из тугоплавких химических соединений, а также алмазоподобных, которые невозможно получить традиционными методами.
Эти методы обеспечивают:
высокую адгезию покрытия к подложке;
равномерность покрытия по толщине на большой площади;
позволяют варьировать состав покрытия в широком диапазоне, в пределах одного технологического цикла;
позволяют получить высокую чистоту поверхности покрытия;
обеспечивают экологическую чистоту производственного цикла.
Слайд 6
С помощью методов вакуумной ионно-плазменной технологии можно выполнить:
1)
модифицирование поверхностных слоев:
ионно-диффузионное насыщение; (ионное азотирование, науглероживание, борироване и
др.);
ионное (плазменное) травление (очистка);
ионная имплантация (внедрение);
отжиг в тлеющем разряде;
ХТО в среде несамостоятельного разряда;
2) нанесение покрытий:
полимеризацию в тлеющем разряде;
ионное осаждение (триодной распылительной системе, диодной распылительной системе, с использованием разряда в полом катоде);
электродуговое испарение;
ионно-кластерный метод;
катодное распыление (на постоянном токе, высокочастотное);
химическое осаждение в плазме тлеющего разряда.
Слайд 7
Ионное распыление
1 – камера; 2 – подложкодержатель;
3 – детали (подложки); 4 – мишень;
5 –
катод; 6 – экран; 7 – подвод рабочего газа; 8 – источник питания; 9 – откачка.
Принципиальная система распыления
Слайд 8
Ионная цементация
Установка ионной цементации ЭВТ 25
При ионной
цементации в граничном слое создается высокий градиент концентрации углерода.
Скорость роста науглероженного слоя материала составляет 0,4…0,6 мм/ч, что в 3…5 раз превышает этот показатель для других способов цементации. Продолжительность ионной цементации для получения слоя толщиной 1…1,2 мм сокращается до 2…3 часов.
Слайд 9
Ионно-плазменное азотирование (ИПА) – это разновидность химико-термической обработки деталей
машин, инструмента, штамповой и литьевой оснастки, обеспечивающая диффузионное насыщение
поверхностного слоя стали (чугуна) азотом или азотом и углеродом в азотно–водородной плазме при температуре 450 – 600 °С, а также титана или титановых сплавов при температуре 800 – 950 °С в азотной плазме.
Сущность ионно-плазменного азотирования заключается в том, что в разряженной до 200– 1000 Па азотсодержащей газовой среде между катодом, на котором располагаются обрабатываемые детали, и анодом, роль которого выполняют стенки вакуумной камеры, возбуждается аномальный тлеющий разряд, образующий активную среду (ионы, атомы, возбужденные молекулы). Это обеспечивает формирование на поверхности изделия азотированного слоя, состоящего из внешней – нитридной зоны с располагающейся под ней диффузионной зоной.
Слайд 10
Микроструктуры сталей У8 и 20Х13 после
ионно-плазменного азотирования
Слайд 11
Кривые изменения механических свойств по толщине
слоя для различных
способов ХТО