Обеспечение работоспособности деталей авиационной техники и инструмента методом вакуумного формирования несплошных покрытий

• Автор: Матвеев, Николай Валентинович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 287 с. : ил.

ГЛАВА 1 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Материалы, способы получения и традиционные пути повышения адгезионно-когезионной прочности износостойких покрытий

1.2. Анализ работы износостойких покрытий в экстремальных условиях эксплуатации

1.3. Нетрадиционный подход к формированию износостойких покрытий повышенной адгезионно-когезионной стойкости

1.4. Основные выводы и постановка задач исследований

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ В ВАКУУМЕ НЕСПЛОШНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

2.1. "Идеальное" несплошное покрытие

2.2. Способы вакуумного формирования и классификация получаемых несплошных поверхностных структур

2.3. Форма и геометрические размеры единичного участка несплошного покрытия

2.4. Топография несплошного покрытия

2.5. Влияние внешних нагрузок на напряжения в единичном участке

2.6. Основные требования к несплошному износостойкому покрытию и технологии его получения в вакууме
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ОСАЖДЕНИЯ В ВАКУУМЕ НА ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕСПЛОШНОГО
ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ
3.1. Отечественные способы и оборудование для нанесения износостойких покрытий в вакууме
3.2. Некоторые особенности формирования износостойких покрытий на отечественном оборудовании
3.2.1. Формирование покрытий методом конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ) на установках ННВ 6.6.-И1 и ННВ 6.6.-И5
3.2.2. Взаимное влияние параметров несамостоятельного разряда в парах испаряемого металла при нанесении покрытия реактивно-электронно-плазменным (РЭП) методом
3.2.3. Особенности нанесения покрытий магнетронно-ионным распылением на установке МИР
3.2.4. Распределение толщины вакуумного износостойкого покрытия по сечению пучка испаряемого материала при нанесении его различными отечественными способами
3.3. Конструктивные особенности формирующего сепаратора для получения несплошных износостойких покрытий в вакууме
3.4. Нанесение несплошного износостойкого покрытия на плоскую
подложку
3.5. Нанесение несплошного износостойкого покрытия на
цилиндрическую подложку
3.6. Оценка срока службы сетчатого экрана формирующегося
сепаратора
3.7. Нанесение несплошного титанового покрытия реактивно-
электронно-плазменным (РЭП) методом
3.8. Механизм формирования единичного участка несплошного
покрытия
3.8.1. Формирование единичного участка при помощи сетчатого
экрана
3.8.2. Формирование единичных участков с помощью перфорированной ленты
3.9. Нанесение несплошных покрытий на поверхности по своим размерам превышающие размеры зон нанесения покрытий с 20% разбросом по их толщине
3.10. Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ИОННОГО АЗОТИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРНЫЙ СОСТАВ МАТЕРИАЛА ЕДИНИЧНОГО УЧАСТКА НЕСПЛОШНОГО ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ
4.1. Использование ионного азотирования в промышленности и основные условия протекания плазмохимической реакции
4.2. Анализ и исследование способов нагрева подложки в вакууме
4.3. Принцип получения "бугристого" поверхностного слоя
4.4. Технологическое оборудование и методика проведения исследований по изучению влияния условий ионного азотирования на структурный состав диффузионной зоны
4.5. Сравнительное исследование характера азотирования титанового сплава ВТ 1-00 св и титанового покрытия
4.6. Влияние толщины титанового покрытия и времени азотирования на структуру диффузионной зоны
4.7. Кинетика роста слоев диффузионной зоны
4.8. Механизм и этапность формирования диффузионной зоны на поверхности стали 12Х18Н10Т с титановым слоем
4.9. Азотирование титанового покрытия на твердом сплаве
4.10.Азотирование несплошного титанового покрытия
4.11 .Выводы по главе
ГЛАВА 5 СЛУЖЕБНЫЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕСПЛОШНОГО ПОКРЫТИЯ
5.1. Предварительные замечания
температурами (свыше 700° С) и обязательной электропроводностью материала подложки, что не всегда совместимо в материале или конструктивных особенностях подложки.
Поэтому, как "геометрическая", так и "структурно-геометрическая" несплошности имеют право на существование и свои области применения.
"Структурная несплошность" (рис. 2.3 .д) формируется при ионном азотировании сплошного титанового покрытия (А.С. 1598478). В данном случае множество мягких титановых включений, окруженных нитридной фазой, относительно равномерно распределено по всему объему покрытия. Данный вид покрытия занимает промежуточное положение между сплошным и несплошным. По внешнему виду сплошное, а по внутреннему строению несплошное, т.к. имеет дискретные включения. Поэтому ему вполне подходит название "несплошное в сплошном". Наличие мягких титановых включений в нитридтитановом покрытии (так называемая "оконная" структура покрытия) способствует увеличению коэффициента вязкого разрушения К]с покрытия, т.е. повышению качества покрытия в целом.
Структуры единичного участка (рис. 2.3.г) и покрытия (рис. 2.3.д) идентичны, а структура единичного участка (рис. 2.3.в) во многом им аналогична. Таким образом несплошные покрытия сформированные комбинированным способом (нанесение несплошного покрытия из титана с последующим ионным азотированием) по сравнению с покрытием из нитрида титана в традиционном сплошном варианте имеет двойную разгрузку от напряжений:
- первая за счет разделения на элементарные единичные участки;
- вторая за счет структурного состава, имеющего "мягкие" титановые включения.
Подобные структуры присущи почти всем переходным металлам, подвергшимся в пленочном состоянии ионному азотированию, а их получение зависит от правильного подбора условий формирования, а