Слои нитрида титана для поверхностного упрочнения бронзы БрКМц 3-1
ВВЕДЕНИЕ
Использование износостойких, коррозионно-стойких, жаростойких, химически стойких, электроизоляционных и других видов покрытий позволяет резко сократить потери металлов, расход ресурсов на их возмещение и дает возможность повысить качество, надежность и долговечность машин, оборудования и сооружений. Повышение технического уровня и качества машин важнейший резерв роста производительности труда, экономии всех видов ресурсов и основа научно-технического прогресса.Существует большое число методов получения покрытий. Под словом “покрытие” будем понимать такое образование на поверхности материала, которое, существенно отличаясь по своим кристаллохимическим, физико-химическим и теплофизическим свойствам от соответствующих свойств упрочняемого материала (основы), значительно улучшает свойства последнего.С учетом специфики протекания процессов формирования покрытий, существующие методы можно разделить на три основные группы.
Содержание
1.Введение ………………………………………………………………. .3
2.Литературный обзор……………………………………………………5
2.1. Свойства нитрида титана………………………………………..5
2.2. Основные виды износостойких покрытий……………………..6
2.3. Исследование износостойких покрытий………………………24
2.4. Примеры использования износостойких покрытий на основе нитрида титана (плунжерные пары топливных насосов)…………...26
3. Методика и аппаратура эксперимента………………………………33
3.1. Характеристика материала……………………………………...34
3.2. Вакуумная установка ВУ-1М…………………………………...31
3.3. Методика формирования износостойких покрытий………….41
3.4. Методы исследования…………………………………………...43
4. Результаты и их обсуждение…………………………………………42
4.1. Расчет скоростей испарения и осаждения……………………..42
4.2. Исследование влияния технологических параметров
на структуру нитрида титана TiN………………………………45
4.3. Микротвердость покрытия TiN на бронзе БрКМц 3-1………..49
5. Выводы ………………………………………………………………..52
6. Список литературы …………………………………………………...53
список литературы
Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением, 1992.
Данилин Б.С, Сырчин В.К. Магнетронное распыление системы, 1982.
Электрометаллургия и химия титана / Под ред. Редниченко В.А., 1982.
Зубков Л.Б. Космический материал: все о титане., 1987.
Семенов А.П. Пучки распыляющих ионов: получение и применение, Улан-Удэ, 1999.
Ройх И.Л., Колтунова Л.Н., Федосова С.Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме, 1976.
Технология тонких пленок: Справочник / пер. с англ. Майсела, Глэнга, 1977. Том №1.
Справочник оператора установки по нанесению покрытий в вакууме, 1991.
Повышение стойкости режущего инструмента с использованием вакуумно-плазменной технологии / Сизов, Смирнягина, Коробков, Целовальников, 1999.
Никитин М.М. Технология и оборудование вакуумного напыления, 1992.
Райзер . Физика газового разряда, 1992.
Дуговой тлеющий разряд в технологии нанесения защитных покрытий деталей, 1990.
Верещак А.С., Третьяков, Режущие инструменты с износостойкими покрытиями, 1986.
Нитриды-соединения азота с металлами и более электроположительными, чем N, неметаллами. По типу химической связи нитриды делятся на ионные, ковалентные и металлоподобные. Атомы азота в нитриде могут принимать электроны партнера (образуется стабильная электронная конфигурация s2p6) или отдавать электрон партнеру (стабильная конфигурация sp3). В первом случае соединения обладают четко выраженной ионной связью, во втором - типично металлические, причем в обоих случаях им сопутствует определенная доля ковалентной составляющей. Переходные металлы образуют нитриды с преимущественно металлической связью. Эти соединения характеризуются широкими областями гомогенности, высокой электрической проводимостью и ее положительным температурным коэффициентом, высокими температурами плавления, твердостью, высокой энтальпией образования .Нитрид титана - соединение состава TiN, представляющее собой фазу внедрения с широкой областью гомогенности, кристаллы с кубической сингонией, пространственная группа Fm3m c параметром кристаллический ячейки а=0,422-0,424 нм. Решетка типа NaCl. Температура плавления 29470С, плотность 5,44 г/см3, температура перехода в сверхпроводящее состояние 5,8К, температурный коэффициент линейного расширения 4,7 ´ 10-6 К-1; модуль упругости 620 ГПа, микротвердость ~20 ГПа. Нитрид титана устойчив при комнатной температуре к действию соляной, серной, хлорной, фосфорной кислот, на него мало действуют кипящие соляная, серная и хлорная кислоты, малоустойчив на холоду к действию NaOH. Заметно окисляется на воздухе выше 730-830°С.