Д л я получения соединений |
керам ики с м еталлом |
применяю т |
несколько способов пайки: |
пайку м еталлизированной |
керамики, |
активную пайку, пайку стеклоприпоем и пайку неметаллизированной керам ики под давлением [8, 9].
|
П ай ка |
м еталлизированной |
керам ики — это |
многоступенча |
||||||||||||
тый способ |
получения соединений. |
В н ач але |
на |
керамическую |
||||||||||||
д етал ь |
наносят |
и |
закреп ляю т |
тонкий слой |
порош кового |
мате |
||||||||||
риала |
(75— 95 % |
|
М о и активны е добавки |
M n, Si, Ti, Fe, ф ерро |
||||||||||||
силиция, |
стекла |
и д р .). Затем |
гальваническим |
или химическим |
||||||||||||
методом |
наносят |
второй |
слой |
м еталл а |
(N i |
или |
Fe) |
осущ ест |
||||||||
вляю т пайку вы сокотемпературны ми |
припоями в интервале тем |
|||||||||||||||
ператур |
780— 1100 °С. В рем я |
вы держ ки |
после |
расплавления |
||||||||||||
припоя составляет 30— 60 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
С ущ ность |
активной пайки |
закл ю ч ается в |
использований ти |
||||||||||||
тан а и |
циркония |
в качестве активны х составляю щ их |
м еталли |
|||||||||||||
ческого |
припоя. |
|
П роцесс |
пайки протекает |
в |
вакуум е |
(1,ЗХ |
|||||||||
X 10-3 |
П а) |
или |
|
в среде |
инертного |
газа, |
не |
содерж ащ его кис |
||||||||
л ород и пары воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
П олучение |
м еталлокерам ических |
соединений |
стеклоприпоем |
||||||||||||
основы вается |
на |
хорош ей адгезии |
керам ики |
и |
стеклоприпоя, |
|||||||||||
а |
так ж е |
на том, что процесс пайки |
протекает в условиях, |
когда |
||||||||||||
на |
м еталле |
появляется тон кая |
пленка окисла, улучш аю щ ая ад |
|||||||||||||
гезионное сцепление стеклоприпоя с м еталлом . Д л я пайки в оки
слительной |
ф азе |
прим еняю т |
стеклоприпои |
системы |
$ Ю 2 — |
||||||||
Z nO — В20 3— РЬО |
и У 20 5— В20 3— ZnO . |
В |
случае |
восстанови |
|||||||||
тельной |
среды |
использую т |
стеклоприпои |
на |
основе |
окислов |
|||||||
S i0 2, А120 3, |
C aO , |
M nO , |
M gO |
и ВаО . |
|
|
|
|
|
|
|||
П ай ка нем еталлизированной |
керам ики |
с м еталлам и |
под дав |
||||||||||
лением |
напом инает диф ф узионную сварку. П роцесс |
получения |
|||||||||||
соединений |
сводится к |
сборке |
деталей , |
расплавлению припоя |
|||||||||
и вы держ ке. 3— 5 |
мин |
без |
давлен и я, |
а |
затем |
под |
давлением |
||||||
в течение 8— 10 |
мин. Д а л е е |
тем пература |
сниж ается |
и |
узел ох |
||||||||
л аж д ается |
под |
давлением |
4— 5 М П а |
до |
ком натной |
темпера |
|||||||
туры . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а 24. ПОКРЫТИЯ
24.1. Общие сведения
В настоящей главе рассматриваются общие вопросы терминологии и клас сификации методов нанесения покрытий. Описание основных типов оборудо вания, исходных материалов, технологии нанесения покрытий, их свойств и областей применения отнесено к группе напыленных покрытий (газотермнческих и вакуумных), принципы получения которых в наибольшей мере соответствуют сварочной технологии.
24.2.2. П олучение покрытий из растворов и тонких суспензий
Электрохимическое осаждение:
—осаждение покрытий из металлов и сплавов из растворов солей;
—получение комбинированных электрохимических покрытий (КЭП) из тонких суспензий;
—электрохимическое оксидирование.
Химическое осаждение:
—нанесение металлов на металлы восстановлением и контактно-обмен ным отложением;
—нанесение металлов на неметаллы;
—нанесение неметаллов на металлы (оксидирование, фосфатированне, хроматирование, метод растворной керамики);
—нанесение металлов на неметаллы (гидролиз металлоорганических соединений, метод растворной керамики).
Нанесение твердо-жидких веществ (шликеров, пульп, грубых суспензий,
паст):
— окунание, облив, пульверизация, электрораспыление, электрофорез, торкретирование, обмазка (все с последующей термообработкой).
24.2.3. Получение покрытий из расплавов и полурасплавов
Эмалирование Капельное напыление:
—газотермическое напыление (электродуговая металлизация, газопла менное, плазменное и детонационное напыление);
—лазерное напыление;
—распыление взрывающихся проволочек.
Погружение в расплав:
—погружение в расплавы металлов (цинкование, алюминирование);
—погружение в расплавы солей;
—остеклование.
24.2.4. П олучение покрытий из твердых веществ и их аэросмесей
Диффузионное насыщение (химико-термическая обработка)
Плакирование при совместной деформации материалов основы и по крытия.
Припекание, вжигание. Нанесение в кипящем слое.
Втирание под давлением (ротапринтный метод).
24.3.Физические основы процессов нанесения покрытий
24.3.1.Напыление покрытий газопламенны м методом
Газоплам енны й метод напы ления |
покрытий |
состоит в ф ормиро |
|||
вании на поверхности изделий слоя |
из частиц напы ляем ого м а |
||||
тери ала, обладаю щ их достаточны м |
запасом |
тепловой |
и кинети |
||
ческой энергии в результате взаим одействия |
со струей |
газового |
|||
пламени. |
|
|
|
|
|
С труя пламени |
образуется в |
р езул ьтате |
сгорания |
горючей |
|
смеси, вы текаю щ ей |
из сопловы х |
отверстий |
горелки с |
большой |
|
скоростью . Н апы ляем ы й м атери ал |
подаю т, к ак правило, внутрь |
||||
факела пламени, вдоль оси. Т ем пература струи горючий газ — кислород при использовании ацетилена достигает 3200 °С, а ско
рость истечения |
150— 160 |
м/с. |
П оп ад ая в струю , частицы порош |
||||||||||||||||||||
кового |
м атер и ал а |
нагреваю тся |
до |
ж идкого |
или |
вы сокопластич |
|||||||||||||||||
ного состояния |
|
и |
|
приобретаю т |
скорость |
20— 80 |
|
м /с . С корость |
|||||||||||||||
полета |
частиц |
порош ка |
зависит |
от |
соотнош ения |
кислорода и |
|||||||||||||||||
горючего газа в смеси, количества |
обдуваю щ его |
|
газа, |
расстоя |
|||||||||||||||||||
ния от среза сопла, количества вводимого |
в п лам я |
порош ка и |
|||||||||||||||||||||
его плотности, гранулом етрического состава и др. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
М атериал, используемы й |
д л я |
газоплам енного |
напы ления |
по |
|||||||||||||||||||
крытий, не д ол ж ен |
р азл агаться |
и |
возгоняться в |
плам ени |
и д о л |
||||||||||||||||||
жен иметь достаточную |
разницу |
м еж ду тем пературам и |
п л авл е |
||||||||||||||||||||
ния и кипения |
(более |
150— 250 |
°С ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
24.3.2. Н апыление |
|
покрытий |
плазм енно-дуговы м |
методом |
|
||||||||||||||||||
Плазменно-дуговой |
метод |
заклю чается в |
ф орм ировании |
на |
по |
||||||||||||||||||
верхности |
д етал и |
|
покры тия |
из |
нагреты х |
и ускоренны х |
частиц |
||||||||||||||||
с применением |
вы сокотем пературной |
плазм енной |
струи, при со |
||||||||||||||||||||
ударении |
которы х |
|
с основой |
или |
напыленным м атериалом |
про |
|||||||||||||||||
исходит их соединение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Струя дуговой |
п лазм ы об разуется |
в плазм отроне |
за |
счет н а |
|||||||||||||||||||
грева п лазм ообразую щ его |
г а за |
при |
прохож дении |
через дугу. |
|||||||||||||||||||
Температура |
|
плазм енной |
струи |
м ож ет |
составлять |
5-10®— |
|||||||||||||||||
55 • 103 |
°С, а |
скорость |
истечения |
достигать |
1000— 1500 |
м /с . П о |
|||||||||||||||||
падая |
в |
плазм енную |
струю , |
частицы |
порош ка |
нагреваю тся |
|||||||||||||||||
вплоть до |
стадии |
плавления |
и ускоряю тся, |
приобретая |
скорость |
||||||||||||||||||
50—200 м /с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
У даряясь |
о |
|
напы ляем ую |
поверхность, |
частицы |
сцепляю тся |
|||||||||||||||||
с ней за счет |
м еталлургического, |
м еханического |
и других |
видов |
|||||||||||||||||||
взаимодействия. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
М атериал, |
используемы й |
для |
плазменно-дугового напы ления |
||||||||||||||||||||
покрытий, |
долж ен |
|
плавиться |
без |
разлож ен и я и возгонки |
и, ж е |
|||||||||||||||||
лательно, |
иметь |
достаточно |
больш ую |
разницу м еж ду |
тем п ер а |
||||||||||||||||||
турами |
плавления |
и |
кипения |
|
(более |
200— 300 |
°С ). |
|
|
|
|||||||||||||
24.3.3. Н апыление |
|
покрытий детонационным методом ( Д Н П ) |
|||||||||||||||||||||
Процесс Д Н П |
состоит в ф орм ировании на |
поверхности |
изделия |
||||||||||||||||||||
серией |
последовательны х |
вы стрелов |
слоя |
из частиц |
напы ляе |
||||||||||||||||||
мого порош ка, |
|
обладаю щ их |
достаточны м |
запасом |
тепловой и |
||||||||||||||||||
кинетической |
энергии |
в |
результате |
взаим одействия |
с |
продук |
|||||||||||||||||
тами детонации |
взры вчатой смеси. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
В зависим ости |
от состава |
взры вчатой |
смеси скорость д етон а |
||||||||||||||||||||
ционной волны |
|
м ож ет достигать |
3000 м /с , |
а тем п ература |
про |
||||||||||||||||||
дуктов детонации 3200 °С. В результате |
взаим одействия |
с |
вы |
||||||||||||||||||||
сокотемпературными |
продуктам и |
|
детонации частицы |
н ап ы л яе |
|||||||||||||||||||