Tērauda pārklāšana ar titāna nitrīdu. Pulvera tehnoloģija

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Materiālu segšanai mūsdienās tiek izmantota vesela virkne dažādu tehnoloģiju. Ir vakuuma pārklājuma tehnoloģijas, elektronu-protonu starojums, augstas temperatūras saplūšana un daudzas citas.

Tērauda pārklāšana ar titāna nitrīdu

Mūsdienu pasaulē arvien populārāki kļūst "apzeltīti" dekoratīvie ornamenti un izstrādājumi. Rūpniecībā tā ir instrumentu un detaļu sacietēšana (izsmidzināšana) ar titāna nitrīdu. Šim ķīmiskajam elementam ir gan ārējais dekoratīvs izskats, gan vērtīgas ekspluatācijas īpašības - augsta cietība, izturība un ķīmiskā inerce. Rūpniecībā titāna nitrīda pārklājums tiek veikts:

1. Vakuuma pārklāšanas metode. Tas tiek īstenots dažādos veidos - jonu pārklāšana, plazmas fāzes kondensācijas sistēma un izsmidzināšana magnetronu iekārtās: PVD (fiziskā tvaiku pārklāšana) vai FOP tehnoloģija.
2. Ķīmiskā tvaiku pārklāšanas metode: CVD (ķīmiskā tvaiku pārklāšana) vai CVD tehnoloģija.
3. Plazmas izsmidzināšana mikroviļņu plazmas lāpās.
4. SHS tehnoloģija (pašizplatīšanās augstas temperatūras sintēze).

Tērauda pārklāšana ar titāna nitrīdu ar nogulsnēšanas metodēm dod labus rezultātus, bet prasa tehniski sarežģītas iekārtas (vakuums, tvaika gāze) rūpniecības uzņēmumos. Turklāt tam ir nepieciešams īpašs aprīkojums, materiāli un rūpnieciskās gāzes (piemēram, slāpeklis). Turklāt galvanizācijas darbnīcās rodas toksiski atkritumi.

Plazmas instalācijas. Process

Plazmas tipa iekārtās titāna nitrīda pārklājumu veic ar elektroplazmas smidzinātājiem, izmantojot gatavus pulvera izejmateriālus (titāna nitrīdu pulvera veidā). Plazmatroni izsmidzināšanai ir salīdzinoši vienkārši, process tur notiek bez vakuuma un īpašas gāzveida vides. Bet, lai samazinātu titāna nitrīda oksidēšanos ar skābekli, plazmas veidošanai izmanto argonu. Tam ir inertas īpašības. Mikroviļņu plazmas lodlampā izmanto slāpekli. Šo pulverkrāsošanas tehnoloģiju var izmantot mazās aprīkotās telpās, piemēram, privātos uzņēmumos.

Plazmas izsmidzināšanas metodes trūkumi

Plazmas tipa iekārtās titāna nitrīda pārklājuma tehnoloģijai ir šādi trūkumi:

• vāja saķere. Pārklājuma adhēzijas izturība ir zemāka par PVD vai CVD metodēm, izsmidzinot, ir tendence nosēsties;
• plēve, kas pārklāj virsmu, ir stingri nelīdzena;
• dekoratīvās īpašības šādai sliktas kvalitātes plēvei;
• noteiktu laika periodu var izšļakstīt vairākas reizes, tāpēc izstrādājumam ir tendence nolietoties.

Acīmredzot, ja titāna nitrīda pārklājumu veic mazās, slikti aprīkotās telpās, rezultātam ir būtiski trūkumi. Šo pārklājumu izmanto tikai dekoratīviem nolūkiem. Piemēram, šī kvalitāte ir nepieciešama suvenīru izstrādājumu, mēbeļu furnitūras, juvelierizstrādājumu u.c. ražošanā.

Ugunsdzēsības tehnoloģija

Augstas temperatūras sintēzē titāna nitrīds tiek pārklāts slēgtos reaktoros, izmantojot gatavā produkta karsēšanu. Šādās iekārtās pārklājums tiek iegūts tīrs un vienmērīgs. Stiprības, cietības un ugunsizturības ziņā tas pārspēj zināmos kompozītmateriālus.

Reaktora uzsildīšana līdz augstām temperatūrām notiek eksotermisku procesu dēļ. Vairāku ķīmisko elementu reakcijas rezultātā veidojas daļa. Temperatūra sasniedz 4000 grādus. Tādā veidā jūs varat iegūt izcilu tīru nitrīdu, titāna diborītu, silīciju un alumīniju un citus materiālus ar gataviem pārklājumiem. Papildus var veikt pārklāšanas procesu ar titāna nitrīdu augstas temperatūras pulvera sintēzes variantos. Jaunajos SHS reaktoros jebkurš materiāls izrādās neparasts un izsmalcināti dekoratīvs.

Ar titāna nitrīdu pārklātu materiālu priekšrocības

Tie ietver:

• ievērojama izturība pret mehāniskiem bojājumiem;
• dažādas pārklājuma krāsas;
• funkcionāla izturība;
• novatoriskas ražošanas ilgtspēja;
• ērtība un lietošanas vienkāršība;
• tiek izmantots daudzās ražošanas jomās, sākot no baznīcu kupolu dekorēšanas (apzeltīšanas) līdz suvenīru ražošanai.

Var iebilst, ka titāna nitrīda pārklājuma izmaksas ražošanā ir daudz zemākas nekā citās nozarēs, kur nepieciešama apzeltīšana. Piemēram, viens kvadrātmetrs nerūsējošā tērauda loksnes ar "zeltījumu" maksās aptuveni 2,5 tūkstošus rubļu. TiN pārklājums neaptraipa un aizsargā materiālu no rūsas. Titāna nitrīda apvalka kalpošanas laiks ir daudz ilgāks. Šis savienojums ir izturīgs pret 800 grādu temperatūru.

Secinājums

Tiek nodrošinātajam pārklājumam ir daudz funkciju. Nitrīda pārklājumu izmanto integrālo shēmu ražošanā, jo šis materiāls ir gan vadītājs, gan izolators. Izsmidzinot, virsmai tiek piešķirts cits zieds, produkti ir dekoratīvāki. Tā ir zelta, bordo, zaļā un zilā krāsā, kā arī sudraba un sārtinātā krāsā. Tās visas ir stabilas, neizbalē un neizskalojas.