Принцип и приложение на йонното покритие

Принцип и приложение на йонното покритие

В съвременната авиационна промишленост има много видове методи за нанасяне на покрития, като галванични покрития, пръскане, химическо покритие, дифузия, валцуване и нанасяне на покрития. Много от тези процеси са усвоени и са изиграли важна роля в производството. Въпреки това, съществуващите технологии покритие не може да се справи с бързото развитие на продуктите, така че хората да проучи нови технологии покритие. "Йонно покритие" е нова технология за вакуумно покритие, разработена през последните години.

1. Въведение

Йонно покритие, йонно покритие) йонно покритие при условия на вакуум, използване на газоразрядната йонизация или изпаряване на материалната част, и газовия йон или изпарения материал при бомбардиране с йони, изпарителния материал или начина на отлагане на реагента върху субстрата , Те включват йонно покритие с магнитен разпрашване, реактивно йонно покритие, изливане на йони с кухи катоди (метод за изпаряване на кухи катоди), йонно покритие с много дъга (йонно покритие с катодна дъга) и др.

2. Значението на

В авиационната и космическата индустрия компонентите на различни въздухоплавателни средства, ракети, спътници и дирижабли често работят в сложни и вредни условия. Самолети, например крила, фюзелажна кожа и колесници и други външни части, са пряко засегнати от атмосферата, влагата, праха и продуктите от горенето на горивото, съдържащи се в химическата активност на газовата корозия. Външните части на хидроплана, особено планера и шамандурата, често са ерозирани от морската вода, езерната вода или речната вода. Горивните камери, частите на турбините и частите на буталните цилиндри на аеромоторите също често се окисляват чрез високотемпературни газови потоци, съдържащи киселини и други активни вещества. Съществуват също така и компоненти на инструменти като аеродинамични, микропредавателни устройства, прецизни съоръжения, потенциометри и др., Които често се подлагат на различна степен на триене и износване. За да направи по-горе различни части могат да се адаптират към температура, корозия, износване и други тежки изисквания, просто от части на структурата или материал, за да мисля, често не е достатъчно. Как да се направи? Един от най-широко използваните методи е да се използва метод за повърхностно покритие, за да се защитят частите на матрицата, за да се отговори на горните изисквания. Това е точно като хората според различни условия на околната среда, поставени върху различни дрехи, в зависимост от необходимостта от частите на топлина, корозия или износоустойчиво покритие.

3. Развитие

В съвременната авиационна промишленост има много видове методи за нанасяне на покрития, като галванични покрития, пръскане, химическо покритие, дифузия, валцуване, покритие и т.н. Много от тези процеси са усвоени и са изиграли важна роля в производството. Въпреки това, съществуващите технологии покритие не може да се справи с бързото развитие на продуктите, така че хората да проучи нови технологии покритие. "Йонно покритие" е нова технология за вакуумно покритие, разработена през последните години.

4. Принцип и процес

Йонното покритие е нова разработка на технологията за вакуумно покритие. Обикновено вакуумно покритие (известно още като вакуумно изпарение), заготовката, затегната във вакуумния капак, когато източникът на висока температура за изпаряване електрически се нагрява, насърчава да се покрие материалът - изпаряване на материала за изпаряване. Благодарение на повишаването на температурата, частиците на изпарителя получават някаква кинетична енергия, след това бавно се издигат по линията на видимост и накрая се прилепват към повърхността на детайла, натрупан в филм. Покритие на този вид плавателни съдове, които нямат твърди химически съюз с повърхността на част, без дифузионна връзка, апертурни показатели е много лошо, прах, който попада като на работния плот понякога е същото, също се докосва до ръката. може да изтрие. Въпреки това, процесът на йонно покритие е различен, въпреки че също е във вакуумното покритие, но след това процесът на нанасяне на покритие е под формата на прехвърляне на заряда, за да се постигне. С други думи, частиците на изпарителя, като високоенергийни йони с положителен заряд, са привлечени от катода с високо налягане (т.е. обработвания детайл) и инжектирани в повърхността на детайла с висока скорост. Еквивалентен на изстрел от високоскоростен куршум от цевта, той може да проникне дълбоко в целта, образувайки твърдо дифузионно покритие върху детайла.

Процесът на йонно покритие е следният: източникът на изпарение е свързан с анода и детайлът е свързан с катода. Между източника на изпарение и детайла се генерира светещ разряд, след като се приложи постоянен ток с високо напрежение от три до пет хиляди волта. Тъй като инертен газ аргон се запълва във вакуумния капак, част от аргоновия газ се йонизира под действието на електрическо поле на разряда, като по този начин образува тъмна плазмена зона около катодната детайла. Положителните аргонови йони, привлечени от отрицателното високо налягане на катода, бурно бомбардираха повърхността на детайла, причинявайки частици и замърсявания по повърхността на детайла да бъдат изпръскани, така че повърхността на обработвания детайл да бъде покрит напълно почиства се чрез йонно бомбардиране. Частиците на изпарителя се топят и се изпаряват, влизат в зоната на светещия разряд и се йонизират. Положително заредените изпарителни йони, привлечени от катода, се втурнаха към детайла заедно с аргонови йони. Когато количеството йони на изпарителя на повърхността на детайла надвиши количеството на разпръскваните йони, те постепенно се натрупват, за да образуват слой от покритие, което се залепва здраво към повърхността на детайла. Това е простият процес на йонно покритие.

5. Характеристики

Покритието има добра адхезия

В обикновеното вакуумно покритие, частиците на изпарителя са само около една електронова енергия на повърхността на детайла, в повърхността на детайла и между покритието, образуването на дълбочина на дифузия на интерфейса обикновено е само няколко стотин ангстрем (10000 ангстрем = 1 микрона = 0.0001 cm). Това е по-малко от един процент човешка коса. Може да се каже, че почти няма връзка между двата преходни слоя, като че ли напълно отделени. При йонното покритие, частиците на изпарителя се йонизират и имат кинетична енергия от 3000 до 5000 волта. Ако обикновените вакуумни покрития са равностойни на безшумна бегач, така че йонното покритие е като пътници на високоскоростната ракета, когато неговата висока скорост бомбардиране детайл, депозит не само бързо, но също така може да проникне в повърхността на детайла, образувайки дълбоко в матричен дифузионен слой, дълбочината на дифузия на интерфейса на йонното покритие ще бъде от четири до пет микрона, тоест, от обикновената дълбочина на дифузията на вакуумно покритие, дълбока десетки пъти, дори сто пъти, и се придържа един към друг толкова бързо. Изпитването на опън на пробата след йонното покритие показва, че покритието все още се простира пластично заедно с основния метал и не се наблюдава обелване или обелване, докато пробата е на път да се счупи. Тя показва колко силна е привързаността! В случай на йонно покритие с висок капацитет на покритие, частиците на изпарителя се движат в електрическото поле под формата на заредени йони по посока на електропровода, така че всички части с електрическо поле могат да получат добро покритие, което е много по-добро. от обикновеното вакуумно покритие може да се получи само в директна посока. Следователно, този метод е много подходящ за покрити части на вътрешния отвор, жлеба и тесния слот. Други методи трудно за покриване на части. С обикновеното вакуумно покритие може да се постави директно върху повърхността, частиците от материала за изпаряване, като например катерещата се стълба, могат да следват само стълбата; Йонното покритие, от друга страна, може да бъде равномерно намотано около задната част на частта и във вътрешния отвор, а заредените йони могат да бъдат транспортирани до всяко място в радиуса на неговия радиус, следвайки предписания маршрут, както в хеликоптер. Покритието с добро качество е с компактна структура, без отвор, без мехурчета и с еднаква дебелина. Дори ръбовете и каналите могат да бъдат покрити равномерно, без да се образуват метални възли. Части като нишки също могат да бъдат покрити, тъй като този процес може да поправи и микро пукнатини на повърхността на детайла и дефекти в зародиша, така че да може ефективно да подобри качеството на повърхността и физическите и механичните свойства на покритите части. Изпитанията за умора показват, че ако се работи правилно, животът на детайла при умора е с 20 до 30 процента по-висок от този преди покриването.

Опростяване на процеса на почистване

Съществуващ процес на нанасяне на покритие, повечето от изискванията за предварително обработване на детайла за стриктно почистване, както сложни, така и проблеми. Въпреки това самият процес на йонно покритие има ефект на почистване на йонно бомбардиране и този ефект е продължен по време на процеса на нанасяне на покритие. Отличен почистващ ефект, може да направи покритието директно близо до субстрата, ефективно да подобри сцеплението, да опрости много почистване преди покритие.

Широка гама от покривни материали

Йонно покритие е използването на високоенергийни йони, бомбардиращи повърхността на детайла, така че голямо количество електрическа енергия по повърхността на детайла се загрява до топлинна енергия, като по този начин се насърчава дифузията на повърхността и химическата реакция. Въпреки това, цялата заготовка, особено сърцевината на детайла, не се влияе от високата температура. Следователно този вид покритие има широк спектър от приложения, но ограниченията са малки. Като цяло могат да бъдат покрити всички видове метали, сплави и някои синтетични материали, изолационни материали, термични материали и материали с висока точка на топене. Може да се постави върху метална заготовка, неметална или метална, също може да бъде покрита върху неметални или неметални, или дори пластмасови, гумени, кварцови, керамични и т.н.

6. Аерокосмически приложения

Несмазващо масло

В модерните самолети, самолетни двигатели или самолети, особено в космическото пространство, като например космически кораби, сателити, има няколко въртящи се части, които трябва да имат добро смазване, но често поради уплътняване твърде дълго, температурата на околната среда е твърде висока или изпаряване на място, обикновеното смазочно масло вече не е приложимо, така че вместо това да се постави на твърдо смазочно средство. Експерименталните резултати показват, че е по-добре да се направи твърд смазващ филм чрез йонно покритие, отколкото други методи. Не само силна адхезия, тънко и равномерно покритие, не засяга частите на точността на размерите и толеранса. Икономията също е добра, малък материал за смазване може да бъде покрит с голяма площ. Качеството на смазващия филм също е по-добро, коефициентът на триене е малък, експлоатационният живот е дълъг. Например, сателит на прецизност на лагери, не е покрит преди работа само няколко минути, просто не може да се използва; Въпреки това, йоно-покритият твърд филм за смазване може да работи надеждно в продължение на хиляди часа по време на полет. Йонни покрития не само могат да бъдат покрити с много видове твърди смазочни материали при стайна температура, но също така може да бъде покрит с различни материали с висока температура на твърди смазочни материали, някои дори може да бъде повече от осемстотин градуса по Целзий под висока температура играе добра роля в смазване. Твърдите смазочни материали, които могат да бъдат покрити, включват сребро, злато, мед, олово, оловно-калаена сплав, флуорид и т.н.

Истинското злато не се бои от огъня

Частите на самолетите, особено много части на двигателя, често трябва да работят при високи температури. Например, работната температура на лопатките на турбините и направляващите лопатки обикновено е около 1000 градуса по Целзий, а някои дори достигат до 1400 градуса по Целзий. В митологичното ново пътешествие на запад, когато слънцето wukong е поставено в пещта от върховния Господ, той вероятно не може да достигне такава висока температура. Съвременните части на аеромотора работят при такава висока температура, че е трудно да се изпълнят изискванията само в зависимост от работата на самия матричен материал. И така, как може да се движат двигателите без висока температура? Понастоящем в допълнение към частите на конструкцията да вземат мерки (като използването на кухи охлаждащи остриета, дивергентни охлаждащи ножове и т.н.), по-голямата част от необходимостта от покритие за устойчивост на топлина за защита. Йонното покритие има много предимства за отлагането на топлоустойчиви филми. Може да се прилага за различни материали с висока точка на топене, като алуминиев оксид, силициев оксид, берилиев оксид, хафниева сплав и др. Съставът на сплавното покритие също е по-лесен за контрол, подходящ за състава на по-сложната топлина. устойчива сплав, като железен хром алуминий итрий, кобалтов хром алуминий итрий или никел хром алуминий итриева сплав.

В момента турбинното острие е основната цел да се използва термоустойчивото покритие на йонното покритие. Докладвано е, че експлоатационният живот при висока температура на един вид острие, покрит с този метод с нитро-хром-алуминиева иттриева сплав, е три пъти по-висок от този на алуминиево покритие. Подходящи за използване на йонно покритие на топлоустойчиви части на двигателя и дискове на турбините, бутални части на цилиндъра. След като се третират с тази модерна технология, някои части могат да работят в продължение на хиляди часа при висока температура.

Металът не ръждясва

Металните части трябва да ръждясат, но ако частите са покрити със слой от антикорозионно покритие, той може да предпази частите от ръжда. В резултат на високата плътност на покритието с йонно покритие, по-малко отвор, корозионна устойчивост и могат да се отлагат много други процеси, които не могат да покрият добро корозионно покритие. Ето защо, понастоящем йонното покритие е най-широко използвано в устойчиви на корозия материали. Като например хидроплан стена и други външни части, този метод може да се използва за предотвратяване на корозия на сол спрей и корозия на морската вода; По този метод могат да се покрият други части от материали с части от алуминиева сплав, за да се предотврати потенциална корозия. В допълнение, с подобряването на скоростта на полета и надморската височина и напредъка на космическите изследвания, прилагането на титанова сплав е все повече и повече. Но ако се покрие с алуминиев оксид, може напълно да отговори на изискванията. Въпреки това, този материал не може да се покрие с галванични покрития и други процеси. Йонното покритие, от друга страна, прави чудеса. Досега, в допълнение към двуалуминиев триоксид, устойчиви на корозия материали, подходящи за йонно покритие, включват хром, титан, тантал, неръждаема стомана и т.н. Покритите части на авиацията включват винтове, гайки, нитове, щифтове, тръби, фуги, жироскопи, прецизни предавки, метални уплътнителни пръстени и др.

Накратко, йонно покритие в авиационната промишленост и други сектори на потенциала за приложение е голямо, в допълнение към горното, има много, като проводящо покритие, закаляващо фолио, декоративно фолио и използвано за прецизно заваряване, прецизно запечатване, повърхност ремонт. Процесът на йонно покритие е нова технология, разработена повече от десет години. Той има някои уникални предимства и може да реши някои производствени ключове, които в миналото бяха трудни за преодоляване. Въпреки това, поради появата на времето не е дълъг, има много технически ключове, които трябва да бъдат решени, като например контрол на дебелината на покритието, детайла не-покритие повърхност екранировка и т.н. На второ място, капацитетът на оборудването е малък, големи части са трудни за покриване, големи инвестиции. Ние вярваме, че с по-нататъшното проучване на тази технология, йонното покритие ще бъде постепенно подобрено и развито, и ще бъде напълно приложено и популяризирано в авиационната индустрия.

IKS PVD, за йонно покритие, имаме толкова много опит в индустрията, свържете се с нас сега, iks.pvd@foxmail.com