ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

72-006-06

Наименование проекта

Cверхтвердые наноструктурные композиционные покрытия.

Назначение

Предназначены для поверхностного упрочнения изделий и инструмента, выполненных из широкого класса сталей, сплавов и чугунов, работающих в условиях высоких нагрузок и агрессивных средах.

Рекомендуемая область применения

Машиностроение, металлургия.

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Для получения сверхтвердых наноструктурных покрытий используется электродуговой испаритель металла со специально созданным многокомпонентным катодом. Плазменное ассистирование (нанесение) покрытия реализуется с помощью плазмогенераторов на основе дуговых разрядов низкого давления. При этом конденсация покрытия происходит в плазме реактивного газа (азот, кислород и др.), который предварительно эффективно ионизируется. Процессы генерации плазмы происходят при давлении 0,1 – 1 Па, когда характерные длины свободных пробегов частиц больше размеров приэлектронных слоев пространственного заряда. Поэтому, изменяя потенциал смещения от 0 до 1000 В на подложке, можно регулировать энергию ионов, добиваясь оптимизации необходимых параметров слоя.

Улучшаемые свойства: твердость, износостойкость, антизадирные свойства, коррозионная стойкость, декоративный внешний вид.

Формирование функциональных покрытий происходит в вакууме на предварительно подготовленную поверхность после ионной очистки в газоразрядной плазме. Нанесение покрытий осуществляется при низких рабочих давлениях, что позволяет получать наноструктурные покрытия с твердостью до 50 ГПа.  Конденсация реализуется при низких – от 100 С – температурах, что обеспечивает высокую адгезию и трещиностойкость покрытий. Это позволяет резко расширить спектр материалов и изделий, пригодных для нанесения покрытий. Изменяя энергию электронов реактивного газа и состав многоэлементных композиционных катодов, можно эффективно управлять микроструктурой растущего слоя и получать покрытия с заданными физико-химическими и механическими свойствами.

Предлагаемые нами установки обладают универсальностью, позволяющей быстро адаптировать их для нужд конкретного производства. В то же время, по желанию заказчика практически каждая установка может иметь свои особенности (функции манипулятора, размеры рабочей камеры, количество плазмогенераторов, уровень автоматизации), учитывающие основные требования данного производства по производительности и назначению слоев, особенностям геометрии и веса обрабатываемых изделий и т.п. К каждой установке прилагается технологическая карта, включающая как режимы обработки конкретных образцов изделий Заказчика, так и рекомендации по обработке типичных материалов и изделий.

Преимущества перед известными аналогами

Высокая адгезия и трещиностойкость покрытий. Весь технологический процесс нанесения покрытий осуществляется в вакууме и является экологически чистым.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

В 2 – 3 раза снижаются энергозатраты. Микротвердость покрытия составляет 40 – 50 ГПа, что в 2 раза превышает твердость TiN покрытий.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

24.11.2006