СВС-прессование многокомпонентных катодов на основе систем Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si для нанесения вакуумно-дуговых покрытий

• Автор: Ермошкин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Литературный обзор
1.1 Вакуумно-дуговой метод нанесения износостойких покрытий
1.2 Получение, состав и свойства многокомпонентных покрытий
на основе нитрида титана
1.3 Методы получения многокомпонентных катодов на основе титана
1.4 Общая характеристика процессов СВС и технологии СВС-прессования
1.5 СВС-материалы, получаемые в системах Т1-С-А1 и ТБС-АББ!
2 Материалы, технологическое оборудование и методы исследования
2.1 Исходные порошковые компоненты. Приготовление шихтовых заготовок
2.2 Методика исследования термокинетических параметров экзотермических шихт
2.3 Технологическое оборудование
2.3.1 Технологическое оборудование для проведения СВС-прессования
2.3.2 Технологическое оборудование для получения вакуумно-дуговых покрытий
2.4 Методики исследования состава, структуры и свойств
2.4.1 Металлографический и химический анализ
2.4.2 Исследование фазового состава
2.4.3 Исследование механических свойств
2.5. Технологические основы процесса СВС-прессования
2.5.1 Базовая технологические оснастка
2.5.2 Технологические параметры процесса СВС-прессования

3 Разработка опытной технологии изготовления методом СВС-прессования многокомпонентных катодов электродуговых испарителей
3.1 Технологическая схема и устройство для получения СВС-прессованных катодов на металлическом основании
3.2 Базовые составы СВС-систем для синтеза рабочего слоя катода
3.3 Разработка опытной технологии СВС-прессования многокомпонентных катодов с титановым основанием
3.3.1 Физическая модель деформирования и уплотнения твердожидких продуктов СВ С
3.3.2 Экспериментальные составы рабочего слоя и СВС-припоя
3.3.3 Результаты экспериментальных исследований СВС-прессования многослойных катодов с титановым основанием
3.4 Разработка опытной технологии СВС-прессования многокомпонентных катодов на стальном основании
3.4.1 Устройство для СВС-прессования многослойных катодов на стальном основании
3.4.2 Экспериментальные исследования процесса
СВС-прессования трехслойных катодов
3.4.3 Экспериментальные исследования процесса
СВС-прессования четырехслойных катодов
3.5 Разработка опытной технологии СВС-прессования полногабаритных многокомпонентных катодов
3.5.1 Закономерности процесса СВС-прессования среднегабаритных катодов
3.5.2 Влияние толщины дна основания на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов

3.5.3 Влияние временных параметров цикла прессования на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов
3.5.4 Влияние составов функциональных слоев на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов
3.6 Выводы по главе
4 Фазовый состав, структура и функциональные свойства СВС-прессованных катодных материалов
4.1 Выбор расчетных составов рабочего слоя в СВС-системах ТІ-С-А1 и ТІ-С-А1-8І
4.2 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов систем ТІ-С-А1 и ТІ-С-А1-8І
4.2.1 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов системы Ті-С-АІ
4.2.2 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов системы ТІ-С-А1-8І
4.3 Состав переходных зон многослойных СВС-прессованных катодов
4.4 Функциональные свойства СВС-прессованных катодных материалов систем Ті-С-АІ и ТІ-С-А1-8І
4.5 Выводы по главе
5 Результаты исследования фазового состава, структуры и свойств вакуумно-дуговых покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов
5.1 Фазовый состав, структура и свойства покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов системы Ті-С-АІ
5.1.1 Морфологические характеристики поверхности вакуумно-дуговых покрытий

2 Материалы, технологическое оборудование и методы исследования
2.1 Исходные порошковые компоненты. Приготовление шихтовых заготовок
В СВС-технологиях обрабатываемый материал представляет собой экзотермическую смесь порошковых компонентов в насыпном или спрессованном состоянии. При составлении экзотермических шихт использовали порошки следующих марок: титан ПТС; углерод технический (сажа) П804Т, алюминий ПА-4, медь ПМС-1, никель ПНЭ-1, кремний КР-0 и бор аморфный коричневый. Характеристики применяемых порошков приведены в таблице
2.1. Сушку порошков металлов и неметаллов проводили в сушильных шкафах при температуре 60 - 70 °С. Время сушки металлических порошков составляло 18 часов; сажи и бора - 24 часа.
Таблица 2.1. Характеристики исходных порошков
Материал Марка порошка Средний размер частиц, мкм
Титан (П) ПТС (ТУ 14-1-3086-80 изм. 1-3)
Углерод технический (С) П804Т (ТУ 38-1154-88) 0
Алюминий (А1) ПА-4 (ГОСТ 6058-73)
Медь (Си) ПМС-1 (ГОСТ 4960-75 изм. 1-4)
Никель (N1) ПНЭ-1 (ГОСТ 9722-79 изм. 1-3)
Кремний (81) КР-0 (ГОСТ 2169-69)
Бор аморфный (В) А (ТУ 2112-001-49534204-2003)
Дозировку компонентов шихты осуществляли с точностью 0,1 г. Приготовление экзотермической шихты массой 0,2 кг заданного состава производили в шаровой мельнице объемом 1 л при соотношении масс шаров и шихты 3:1. Время смешивания составляло 4 часа. Диаметр рабочей части катода вакуумно-дуговой установки «Юнион» составляет 54 мм. Соответственно из порошковых смесей односторонним прессованием в цилиндрической