Суть металізації

Відновлення деталей металізацією (напилюванням).

В умовах інтенсифікації виробничих процесів підвищення надійності деталей машин і механізмів - одне з важливих завдань. Найраціональніше використовувати матеріали, як ті, що давно існують, так і ті, що заново створені, підвищувати надійність деталей і отримувати при цьому значний економічний ефект можливо завдяки нанесенню покриттів. Існуючі способи нанесення покриттів удосконалюються шляхом створення нового обладнання, яке забезпечує підвищення продуктивності процесу та поліпшення властивостей покриттів. Нові способи нанесення покриттів створюються на основі використання нових фізико-хімічних або поєднання кількох існуючих процесів.

Надійність деталі з покриттям забезпечується роботоздатністю (стійкістю) покриття і механічною міцністю деталі як композитної конструкції.

Роботоздатність покриття визначається головним чином хімічним складом і структурою матеріалу шару, що наноситься. Високу стійкість проти спрацювання в умовах рідинного тертя мають багатофазові сплави, пористі і композиційні матеріали; в умовах абразивного тертя - тверді спечені сплави. До корозійно стійких відносять метали з малою спорідненістю з киснем (Au,Pt), деякі сплави (ніхром, оксиди, силіциди та інш.) композиції Ni-Al2O3, Co-MaSi2; хороші електроконтактні властивості мають композиції W-Cи, W-Ag та інші.

Більшість зазначених матеріалів отримують методами порошкової металургії. Технологія порошкової металургії містить нанесення сирого порошкового шару і наступну термообробку.

Недолік багатьох способів наплавлення, термічного напилення і деяких інших способів з використанням високотемпературного нагрівання – слабкий захист вихідного матеріалу від навколишнього середовища, що призводить до насичення наплавленого металу газами (02,N2).

Останнє зменшує пластичність і деякі міцністні властивості матеріалу, що наноситься. У зв'язку з цим вдосконалення існуючих способів нанесення покриттів, а також розробка нових способів мають здійснюватися шляхом створення такої технології, за якої основні фізико-хімічні процеси нанесення проходили б в захисній атмосфері.

Суть нанесення покриттів полягає в формуванні на поверхні основи шару із вихідного матеріалу і створенні зчеплення між ними. Таке явище досягається не тільки сплавленням, осаджуванням, а і схоплюванням за сумісного пластичного деформування вихідних матеріалів. Якщо до спеціально підготовленого порошкового матеріалу, нанесеного на поверхню, прикласти тиск, який перевищує межу міцності, то в результаті пластичної деформації відбувається припресування цього до основи. Припресування - високопродуктивний процес, який посідає важливе місце серед нових способів нанесення покриттів.

Технологія нанесення покриттів розв'язує дві задачі: формування на поверхні деталі шару із вихідного матеріалу із заданими властивостями і створення зв'язку (зчеплення) між сформованим шаром і основою. Розв'язання обох задач одним технологічним процесом - термічною або термомеханічною обробкою - для деяких пар матеріалів неможливе. Це пояснюється тим, що необхідні для створення заданих властивостей покриттів режими нагрівання недопустимі для матеріалу основи. Наприклад, температура спікання вольфраму становить 3000⁰C , а температура плавлення сталі 1500⁰C .

Внаслідок цього спікання вольфраму повинно проводитися окремо від матеріалу основи, а металопокриття зводитися до створення лише зв'язку попередньо виготовленої оболонки з основою. Необхідну міцність зчеплення шару (оболонки) з основою можна досягти за рахунок спікання, дифузійного зварювання або паяння за температур нагрівання нижчих, ніж при спіканні, сплавлюванні та інших процесах.

Металізація - термін, що визначає спосіб нанесення покриттів. Частина слова - „метал" визначає основний матеріал покриття і металевий тип зв'язку при створенні шару і припіканні його до основи. Частина слова – «ізація» відображує технологію отримання покриттів за рахунок нанесення порошкового шару або оболонок і наступної термообробки. При металізації проходять специфічні фізико-хімічні процеси формування шару і припікання його до основи - схоплювання, склеювання, спікання в твердій фазі, гаряче пресування та ін.

Під „сирим" мають на увазі шар із порошків, гранул, волокон, пластин, оболонок, армованих систем або композицій, нанесений напресуванням, пульверизацією або іншим способом, з властивостями, достатніми лише для транспортування та інших маніпуляцій, пов'язаних з наступною термообробкою. Покриття при металізації створюється в процесі термообробки за рахунок спікання сирого шару і припікання його до поверхні виробу.