вернуться

Вакуумная ионно-плазменная технология нанесения покрытий, получившая широкое распространение в различных отраслях машиностроения, главным образом для повышения износостойкости изделий (в. т.ч. эрозионной, коррозионной и фреттинг-стойкости). Кроме этого может с успехом применяться и для декорирования отливок.

Наиболее перспективным считается электродуговой метод, получивший название конденсация ионной бомбардировкой (КИБ).

В вакуумной камере размещен катод. Между корпусом камеры и катодом возникает электрическая дуга. Из катодного пятна вылетают ионы, электроны и нейтральные частицы, которые направленным потоком летят к изделию, расположенному внутри камеры. Вначале частицы как бы разрыхляют поверхностный слой изделия, эффективно очищая его и нагревая не более 300-500 oС. Далее происходит осаждение на поверхность покрытия того материала, из котрого изготовлен катод. Если в камеру вводят различные газы (например, азот- или углеродосодержащие) на поверхности изделия формируются нитридные и карбидные покрытия.

В настоящее время УАСТ проводит работы по конструированию и исследованию ионно-имплантационных и вакуумно-плазменных модифицированных поверхностей с различной морфологией и структурно-фазовым составом. Результаты работ позволяют разрабатывать новые передовые технологии для создании суперповерхностей с целью значительного повышения эксплуатационных свойств тяжело- нагруженных деталей.

В частности, разработанная технология ионной имплантации с последующим осаждением покрытия на основе нитридов титана обеспечивает увеличение:

предела выносливости на базе N=2*10⁷ циклов на 17,6%;

сопротивление капельной эрозии в 1,53 - 2,0 раза;

фреттинг-стойкости в 1,5 - 4,0 раза;

долговечности при схватывании в условиях фреттинга в 1,3 - 2,5 раза;

твердость поверхности более 15 000 МПа;

адгезионная прочность покрытия более 80 МПа;


Разработанное многослойное наноструктурное вакуумно-плазменное покрытие системы Ti-TiN (Толщина покрытия более 40 мкм)
            Многослойное покрытие системы Ti-TiN  на лопатки ГТД

 

Для товаров широкого потребления наибольшее распространение получили покрытия из монослойного нитрида титана (TiN), которые удачно имитируют позолоту, являясь, при этом, наиболее технологичными и недорогими. Регулируя параметры процесса, можно добиться полного сходства с золотом различных проб. Покрытия из нитрида титана наносят не только на металлы, но и на стекло, и на камеру. Такие покрытия отличаются прочным сцеплением с материалом изделия и исключительно высокой коррозионной и изно- состойкостью.

              
       

Электролитно-плазменное полирование (ЭПП) + ионная имплантация +  нанесение

защитного наноструктурированного многослойного покрытия Ti-TiN

ГПА АЛ31СТ производства ОАО «УМПО», г. Уфа

Вид лопаток ГТД с покрытием Ti-TiN

а)                                                                       б)

Титановая лопатка длиной 1200 мм (а) и стальная лопатка длиной 960 мм (б)

паровых турбин производства ОАО "Силовые машины" (г. С.Петербург)

 

 

Упрочнение элементов запорной и регулирующей энергетической запорной арматуры