Термическая обработка деталей с покрытиями
Особенность поведения покрытий при температуре, превышающей температуру их осаждения. Характеристика нарушения слоистости и последующего разрушения структуры покрытия при длительной продолжительности выдержки комбинированного покрытия при отжиге.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2019 |
| Размер файла | 530,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Термическая обработка деталей с покрытиями
Юршев В.И.
Григорьева А.Е.
Практический интерес представляет поведение покрытий при температуре, превышающей температуру их осаждения. В связи с этим после упрочнения деталей машин и инструмента осаждением пиролитического карбидохромового покрытия (ПКХП) из металлоорганических соединений (МОС) предложено применение термической обработки для дополнительного повышения твердости и износостойкости покрытия.
Известно [1, 2, 3], что аморфная фаза в ПКХП, полученных в переходном режиме, метастабильна. В связи с этим термическая обработка при температуре, превышающей температуру осаждения покрытия, способствует повышению подвижности атомов хрома и углерода, что может привести к кристаллизации с выделением скрытой теплоты плавления и переходу в стабильное состояние.
Процесс осаждения комбинированного покрытия проводили при радиационном нагреве в вакууме с импульсным зажиганием тлеющего разряда (ТР) на образцах из стали 38ХМЮА, Р6М5 и твердых сплавах. Для этого 5 мл МОС "Бархос" подавали в реактор в условиях радиационного нагрева без применения ТР. Затем зажигался импульс ТР и подавалось еще 15 мл МОС "Бархос". ТР зажигался в количестве трех импульсов с периодичностью подачи между импульсами 5-8 мин (рисунок 1, а).
Рисунок 1 - Микроструктура комбинированного ПКХП (х1000)
а - исходная (до отжига); б - после отжига в вакууме при температуре 7000С в течение 45 минут
Далее полученные образцы с покрытиями подвергали термической обработке (отжигу) в вакуумной печи при температуре 700 0С (рисунок 1, б).
При изучении микроструктуры комбинированного покрытия в исходном состоянии (рисунок 1, а) видно, что ближайший к поверхности подложки слоистый участок толщиной 5 мкм (количество дозируемого МОС 5 мл) соответствует радиационным условиям осаждения без применения ТР (более тонкие слои), а верхний слоистый участок толщиной 32 мкм получен при воздействии трех импульсов ТР (количество дозируемого МОС 15 мл).
После термической обработки (отжига) в вакууме при температуре 700 0С в течение 45 мин в нижней части покрытия, полученной при радиационном нагреве без применения ТР (ближайший к поверхности подложки слоистый участок толщиной 5 мкм), наблюдались изменения микроструктуры (рисунок 1, б). Структура верхних слоев, полученная при воздействии импульсов ТР (слоистый участок толщиной 32 мкм), не изменилась.
Длительная продолжительность выдержки комбинированного покрытия при отжиге приводит к появлению отдельных зерен, к началу нарушения слоистости и последующему разрушению структуры покрытия, осажденного без воздействия ТР, в то время как покрытие, осажденное при воздействии импульсов ТР, претерпевает лишь микроструктурные изменения.
В комбинированном покрытии в диапазоне прохождения первого импульса ТР наблюдается образование отдельных зерен - кристаллизация, которые затем группируются и образуют слой с мелкозернистой структурой. Образование этих зерен объясняется тем, что при использовании ТР в пространстве реактора происходит ионизация парогазовой смеси и продуктов распада МОС, оставшихся после осаждения ПКХП при радиационном нагреве без применения ТР. В результате попадания этих примесей в состав ПКХП происходит изменение структуры покрытия.
Это также подтверждается тем, что в диапазоне прохождения остальных двух импульсов ТР образование таких зерен не обнаружено.
Таким образом, комбинированное покрытие, полученное по двум технологиям, позволяет наглядно на одном образце сравнить и изучить изменение микроструктуры ПКХП при отжиге.
Экспериментальные исследования фазовых превращений при термической обработке показали, что с одновременным повышением микротвердости покрытия (до 28000-29000 МПа) увеличиваются и остаточные напряжения (до уср. = - 0,8 ГПа) в результате наблюдается растрескивание покрытий при длительном вылеживании образцов (в течение трех месяцев). Характер распространения трещин происходит как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости поверхности покрытия. Растрескивание покрытия свидетельствует о больших значениях внутренних напряжений.
В результате полученных результатов можно сделать следующие выводы: температура осаждение покрытие отжиг
1. Получены опытные данные кристаллизации покрытия как в условиях радиационного нагрева подложки, так и при осаждении покрытия при воздействии импульсов ТР, а применение импульсного тлеющего разряда способствует высокотемпературной стабильности микроструктуры.
2. Микротвердость ПКХП при воздействии импульсов ТР составляет 18000-19000 Мпа, а использование термической обработки в виде отжига в вакууме при температуре 700оС увеличивает микротвердость ПКХП до 28000-29000 МПа.
3. При отжиге ПКХП, осажденные при воздействии импульсов ТР, обладают повышенным сопротивлением к кристаллизации.
4. Полученные результаты позволяют прогнозировать работоспособность режущего инструмента (быстрорежущие стали, твердый сплав) с ПКХП.
5. Повышение температуры термической обработки (отжига) приводит к образованию зернистой структуры, характерной для кристаллического состояния вещества.
Список литературы
1. Иванов Л.Л. Разработка технологии получения пиролитических хромовых покрытий для упрочнения инструмента: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1988. 21 с.
2. Белашова И.С. Поверхностное упрочнение инструментальных сталей: дис. ... д-ра техн. наук. М., 2004. 384 с.
3. Горовой А.П., Черкасов П.М. Гетерофазные нанокристаллические покрытия, осаждаемые при термораспаде паров бис-ареновых соединений хрома // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. № 9. С. 19-23.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав гальванического покрытия и его использование для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида. Особенности применения и отличительные свойства анодных и катодных металлических покрытий. Сферы использования химических покрытий.
контрольная работа [930,4 K], добавлен 18.09.2009Определение 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 21.02.2010Характеристика, 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 26.12.2013Технология восстановления коленчатого вала методом хромирования. Показатели качества покрытия при хромировании. Механическая обработка. Составы щелочных растворов для химического обезжиривания. Установка для электролитического осаждения металлов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 21.01.2014Изучение 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 03.05.2016Влияние природы стабилизирующих добавок в совмещенном сенсактивирующем растворе на эффективность активации поверхности алмазного порошка, скорость осаждения и морфологию формирующегося на поверхности порошка ультрадисперсного композиционного покрытия.
реферат [1,2 M], добавлен 26.06.2010Назначение защитного покрытия. Технические условия на обработку деталей, заготовку, готовую продукцию. Требования к внешнему виду после нанесения покрытия и контроль качества. Технологические расчеты и параметры действующего химического производства.
курсовая работа [105,0 K], добавлен 12.03.2010Общая характеристика методов термической обработки. Разработка операций термической обработки детали. Температура нагрева, продолжительность выдержки в печи, скорость охлаждения. Оборудование для термической обработки. Дефекты термической обработки.
курсовая работа [249,8 K], добавлен 29.05.2014Разработка метода нанесения покрытия на стеклянную, керамическую и металлическую подложку. Ознакомление с процессом выбора составов для адгезионного покрытия без токсического действия. Определение и анализ электропроводящих свойств у данных покрытий.
курсовая работа [458,0 K], добавлен 02.06.2017Изучение понятия и особенностей термической обработки стальных деталей. Характерные черты закалки, отпуска и отжига - температура нагрева и способ последующего охлаждения. Отпуск закаленных деталей. Отжиг дюралюминия, меди и латуни. Воронение стали.
презентация [152,4 K], добавлен 20.06.2014Влияние технологических факторов на процесс электролитического осаждения цинка на стальной подложке, органических добавок на качество и пористость цинковых покрытий. Зависимость толщины осаждаемых цинковых покрытий от продолжительности электролиза.
презентация [1,1 M], добавлен 22.11.2015Методы защиты металлических труб трубопровода от коррозии. Изоляционные покрытия, битумные мастики. Покрытия на основе эпоксидной порошковой краски и напыленного полиэтилена. Виды электрохимической защиты. Конструкция и действие машины для покрытий.
курсовая работа [770,8 K], добавлен 03.04.2014Краткое техническое описание изделия с указанием материала отделываемых поверхностей и вида защитно-декоративных покрытий. Характеристика применяемых лаков, грунтовок и расчет их норм. Разработка карт технологического процесса для каждого вида покрытия.
курсовая работа [722,7 K], добавлен 11.05.2015Виды и свойства керамических покрытий, способы получения. Электронные ускорители низких энергий в технологиях получения покрытий. Нанесение покрытий CVD-методом. Золь-гель технология. Исследование свойств нанесенных покрытий, их возможные дефекты.
курсовая работа [922,9 K], добавлен 11.10.2011Области применения химического никелирования. Подготовка поверхности перед нанесением покрытия. Условия образования никелевых покрытий. Влияние отдельных факторов на скорость восстановления никеля. Физические, химические и защитные свойства покрытия.
дипломная работа [376,3 K], добавлен 02.10.2012Технологии, 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 04.05.2011Создание защитно-декоративных покрытий на основе жидких лакокрасочных и пленочных материалов. Стадии формирования защитно-декоративных покрытий. Технологический процесс отделки деталей или собранного изделия. Основные и вспомогательные материалы.
курсовая работа [72,2 K], добавлен 09.08.2015Закаливаемость и прокаливаемость стали. Характеристика конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на их технологические свойства. Термическая обработка сплавов ХВГ, У8, У13 и их структуры после нее. Выбор вида и режима термообработки детали.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 12.01.2014Термическая обработка стали – совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью придания им определённых свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры.
контрольная работа [10,8 K], добавлен 09.02.2004Сфера применения карбидов титана и хрома. Состав и технологические характеристики исходных продуктов и композиционных порошков на их основе. Скорость окисления образцов. Микроструктура плазменного покрытия после изотермической выдержки в течение 28 часов.
статья [211,0 K], добавлен 05.08.2013
