ріалу;
. За енергетичним станом частинок: нанесення нейтральними частками (атомами, молекулами) з різним енергетичним станом; іонізованими частинками, іонізованими прискореними частинками (в реальних умовах в потоці присутні різні частки);
. По взаємодії частинок із залишковими газами камери: нанесення в інертному розрідженому середовищі або високому вакуумі (13,3 МПа); і в активній розрідженому середовищі (133 - 13,3 Па).
Введення в камеру активних газів дозволяє перейти до способу вакуумного реакційного нанесення покриттів. Частинки в потоці або на поверхні конденсації вступають в хімічну взаємодію з активними газами (киснем, азотом, оксидом вуглецю та ін.) І утворюють відповідні з'єднання: оксиди, нітриди, карбіди та ін.
Класифікація вакуумного конденсаційного нанесення покриттів показана на рис. 6. Вибір методу і його різновидів (способів) визначається вимогами, що пред'являються до покриттів з урахуванням економічної ефективності, продуктивності, простоти управління, автоматизації та ін. Найбільш перспективні способи вакуумного конденсаційного нанесення з іонізацією потоку напилюваних частинок (стимулювання плазмою); часто ці способи називають іонно-плазмовими.
До виробів, отриманим вакуумними конденсаційними методами, пред'являють наступні основні вимоги:
. Відповідність розмірів вимогам, що пред'являються сучасною промисловістю;
. Невисокий тиск насичених парів матеріалу виробу при температурі процесу;
. Можливість нагріву поверхні для підвищення адгезійної міцності покриттів.
Вакуумне конденсаційне нанесення покриттів широко застосовують в різних областях техніки. Вакуумним реакційним процесом створюються зносостійкі покриття на вироби різного призначення: парах тертя, пресовому та ріжучому інструменті та ін.
Вакуумне конденсаційне нанесення дозволяє отримувати покриття з високими фізико-механічними властивостями; з сінтезіраованних сполук (карбідів, нітридів, оксидів та ін); тонкі і рівномірні; з використанням широкого класу неорганічних матеріалів.
Технологічні процеси, пов'язані з вакуумним конденсаційним нанесенням, не забруднюють навколишнє середовище і не порушують екологію. У цьому відношенні вони вигідно відрізняються від хімічних і електрохімічних методів нанесення тонких покриттів.
До недоліків методу вакуумного конденсаційного нанесення слід віднести невисоку продуктивність процесу (швидкість конденсації близько 1 мкм/хв), підвищену складність технології та обладнання, низькі показники енергетичних коефіцієнтів розпилення, випаровування і конденсації.
Процес вакуумного конденсаційного нанесення покриттів доцільно розглядати що складається з трьох стадій:
. Перехід конденсованої фази (твердої або рідкої) в газоподібну (пар);
. Формування потоку і перенос часток на поверхню конденсації;
. Конденсація парів на поверхні виробу - формування покриття.
Для отримання якісних покриттів необхідно гнучке управління процесами за допомогою створення оптимальних умов їх перебігу.
4. Нанесення покриттів наплавленням концентрованими джерелами тепла
Нанесення покриттів наплавленням концентрованими джерелами теплоти виробляється у вигляді окремих проходів, кожен з яких формує валик з розплавленого матеріалу шириною b. Перекриття валиків? B зазвичай становить (1/4 - 1/3) 3. Матеріал покриттів складається з розплавленого основного матеріалу і присадочного, який подається у ванночку. Якщо основний матеріал не розплавляється, то наплавлений валик формується тільки з присадочного матеріалу, в цьому випадку частка основного матеріалу у формуванні наплавленого покриття дорівнює нулю. Найбільшого поширення набули способи наплавлення концентрованими джерелами теплоти з невеликим розплавленням основного матеріалу висотою hn. Висота валика наплавленого шару h н зазвичай становить 2 - 5 мм. При перекритті валиків утворюються поздовжні канавки (нерівності) глибиною 1 - 2 мм.
Знаючи хімічний склад основного і присадочного матеріалу і частки їх участі у формуванні матеріалу покриття, можна визначити хімічний склад наплавленого шару.
Під дією концентрованого джерела теплоти основний матеріал локально нагрівається, особливо при його розплавленні. Тепловий потік відводиться в основний матеріал, утворюючи в ньому зону термічного впливу (ЗТВ). У високотемпературної області ЗТВ, як правило, спостерігається зростання зерна, утворюється загартована структура, гарячі і холодні тріщини. У практиці наплавлення прагнуть до мінімальної пр...
