вернуться

Процесс низкотемпературного газо-фазного синтеза плазмохимических покрытий (ПХП) - это один из немногих методов, разработанных в последнее время, способный многократно повысить долговечность изнашиваемых деталей с использованием малогабаритного легко переналаживаемого оборудования, работающего при атмосферном давлении. Сущность процесса заключается в том, что легколетучие органические вещества, подаваемые в плазму, образуют различного рода химические соединения, которые конденсируются на обрабатываемой поверхности в виде тонких пленок, формирующих покрытие.

Цель ПХП - многократное увеличение усталостных свойств, коррозионной стойкости, жаростойкости, антисхватывания, фреттинг-стойкости, обеспечивающее повышение эксплуатационных свойств: стойкости режущего инструмента, штампов, прессформ, пар трения.

Наиболее прогрессивным способом нанесения ПХП, которое используется на нашем предприятии, является "Финишное плазменное упрочнение (ФПУ)", разработанное в НПФ "Плазмацентр", г. С.-Пб. Способ заключается в нанесении на поверхность изделия (детали, инструмента) тонкопленочного (2-10 мкм) износостойкого окси-карбо-нитридного (Si_x1C_y1 + Si_x2O_y2) покрытия при незначительном нагреве обрабатываемой поверхности (100-200^OС), неизменности ее геометрических размеров и параметров шероховатости. Такое покрытие является продуктом низкотемпературных газо-фазных плазмохимических реакций кремнеорганических реагентов, которые проходят через дуговой плазматрон и конденсируются на обрабатываемой поверхности с образованием твердого износостойкого покрытия. Образованное покрытие представляет собой тонкую оптически прозрачную пленку (типа стекла или кварца) с отличной адгезией к подложке и уникальными физико-химическими свойствами, многократно увеличивающими стойкость к износу обработанной поверхности.

Эффект от ФПУ достигается за счет образования диэлектрического, химически инертного защитного покрытия с одновременным изменением физико-механических свойств поверхностного слоя детали: увеличением ее микротвердости (как правило, в 1,5-2 раза), значительного уменьшения коэффициента трения, "залечивания" микродефектов.

Оборудование для ФПУ включает в себя переносной блок аппаратуры с жидкостным дозатором и малогабаритным плазматроном, водяную систему охлаждения и баллон с плазмообразующим газом - аргоном, вытяжку. В качестве источника питания используется серийный сварочный выпрямитель (типа ВД-303, ВД-306, ВДУ-504 и др.).

Технологический процесс ФПУ проводится на воздухе, включает в себя операции очистки (обезжиривания) обрабатываемой поверхности и непосредственной ее обработки открытой плазмой. Время обработки малогабаритных деталей не превышает нескольких минут. Температура нагрева деталей при этом не более 100-200оС, геометрия поверхности и параметры шероховатости не изменяются. Контроль качества покрытия проводится визуально по образцу-свидетелю, а также по изменению микротвердости покрытия. Требования безопасности при проведении обработки не накладывают ограничений для широкого использования и определяются использованием вытяжек и сварочных источников питания.

Примеры внедрения технологии обработки: упрочнение, увеличение стойкости металлорежущего инструмента (сверла, развертки, резцы, фрезы - до 4 раз), деталей штамповой оснастки (до 3 раз), прессформ (в 2,3 раза), ножей и пил (в 2,5 раза), калибров, фильер, шестерен, подшипников, пар трения типа валиков, кулачков, направляющих, фиксаторов, толкателей и др.