Алмазное напыление на металл

Обновлено: 22.01.2025

Концентрация — это показатель количества алмазных зерен (карат) в связке . При повышенной концентрации улучшается абразивная способность бруска. Чем выше процент концентрации - тем быстрее работает брусок, тем меньше тратится времени на заточку, тем меньше расходуется абразив. Чем ниже процент концентрации - тем медленнее работает брусок, но при этом он работает мягче. Именно концентрация алмаза в порошке, является важнейшим фактором производительности алмазного бруска. При этом важно отметить, что для увеличения жесткости связки, помимо алмазного порошка в нее могут добавляться и дополнительные абразивные шлифпорошки, например карбид бора, которые также оказывают влияние на качество работы бруска.

По определению, концентрация алмазного порошка – это весовое содержание алмазов в единице объема алмазного слоя . Единицей веса алмаза является карат, 1 карат (crt) равен 0,2 граммам. Стандартные алмазные бруски имеют относительную концентрацию в 25%, 50%, 75% и 100% алмазного порошка.

Содержание алмазного порошка измеряется, как в весовых характеристиках, так и в объемных.

Весовое содержание алмазов в алмазоносном слое ( crt\см 3 ):

Объемное содержание алмазов в алмазоносном слое (%):

2. Какие виды связок бывают в алмазных брусках?

Алмазоносный слой бруска включает в себя зерна промышленных алмазов, специальную связку и в некоторых случаях наполнитель. Связка — это вещество, которое соединяет зерна абразива, от связки зависит эффективность и долговечность работы бруска для заточки. Наполнители (в органических связках) формируют физические, химические и механические свойства алмазосодержащего слоя: его прочность, стойкость к температурным перепадам, износоустойчивость, скорость расхода зерна и т. д. Более того, они служат хорошей базой для алмазов, надежно удерживают их в своей толще. Зернистость наполнителя выбирается таким образом, чтобы он минимально влиял на процесс заточки, а основная работа производилась алмазным порошком.

Существуют три основных вида связок для алмазного абразива:

Гальваническая связка представляет такой способ нанесения, при котором к покрываемой основе прикрепляют алмазные частицы и осаждают из электролита слой металлической связки, охватывающей и закрепляющей алмазные зерна. Гальваническая связка характеризуется тем, что она удерживает алмазные зерна только за счет механических сил сцепления, поэтому зерна должны быть внедрены в связку на высоту не менее 65-70% размера зерна. Металлом, надежно удерживающим абразивное зерно на стальном корпусе, является никель. Алмазные пластины на гальванической связке обеспечивают интенсивный съем металла и могут использоваться для режущей кромки ножа, имеющей существенные повреждения (сколы, замины и т.п). Работают заметно агрессивнее брусков на органической и металлической связках с аналогичным размером зерна. Это достигается за счет выступающих алмазных зерен, в то время как в металлической и органической связке алмазные зерна утоплены в связующее вещество и перемешаны с ним. Концентрация размеров зерна в слое 100%. В то же время необходимо отметить, что по длительности работы такие бруски будут уступать брускам на других связках из-за тонкого слоя напыления, которое активно стирается в процессе заточки. Для продления срока службы применяется напыление в два или три слоя, которое также позволяет работать быстрее и дольше. Также важно учитывать, что при работе такими алмазами по мягким сталям, твердостью до 58 HRC, этот тип брусков вырабатывается быстрее, чем при работе по сталям с высокой твердостью. Пластины на гальванической связке не требуют подготовки к работе (выравнивания, «взбадривания» и т.п.). В целом они представляют из себя эффективные и недорогие решения для быстрой заточки.

2) Металлическая связка ( эльборовые бруски )

Представляет из себя твердую связку, с высокой производительностью съема металла. Она не имеет наполнителя, состоит из металлов и алмазов, перемешанных в слое. Абразивные материалы на этой связке обычно обозначаются буквой М и имеют светло-серый оттенок. Связка М2-01 применяется для изготовления алмазного инструмента, рекомендуемого для шлифования твердосплавных изделий, твердосплавного многолезвийного инструмента и его заточки. Структура связки М2-01 представляет из себя систему, в которой твердый раствор олова находится в меди (медно-оловянная связка)

3) Органическая связка ( Веневские алмазные бруски , в том числе Премиум)

Основное преимущество органической связки перед металлической в том, что она обладает более вязкой структурой, а значит легче обрабатывается (например, вручную при выравнивании и вскрытии порошком карбида кремния), лучше обновляется и не так быстро засаливается. Основное преимущество органической связки перед гальванической в том, что алмаз наносится не тонким слоем на поверхность связки, а находится по всей ее толщине. Так же органическая связка обладает большей пластичностью и вязкостью, а значит алмаз на такой связке выкрашивается меньше, чем, на гальванической и как следствие, алмазный брусок на органической связке, служит значительно дольше. Это связка с самой высокой износостойкостью.

Связка В1-10 , изготовлена из пульвербакелита (фенолформальдегида), с содержанием карбида бора и меди, поэтому имеет красноватый цвет. Предназначена для: обработки твердых сплавов различных марок; заточки и доводки быстрорежущих сталей и сверхтвердых материалов, чистового шлифования закаленных сталей.

Связка В2-01 изготовлена из жидкого бакелита (фенолформальдегида), с содержанием железа. Предназначена для чистового и доводочного шлифования твердого сплава.

Связка В2-01М является улучшенным вариантом В2-01 , работает несколько мягче.

Связка OSB – является передовой технологией в производстве Веневского завода алмазного инструмента для брусков на органической связке. Это модернизированная связка, в основе которой лежит не шлифпорошок, а микропорошок марки АСМ, изготовленный из синтетических алмазов нормальной абразивной способности. Отличие связки OSB от других в том, что в ней не применяется карбид бора. Кроме того, абразивный слой на ней не спекается, а приклеивается к корпусу металлической пластины. Отсутствие лишних вкраплений других абразивов дает возможность делать более мягкую и тонкую работу. При этом концентрация алмазов в этих брусках равна 100%. Уже из коробки такой брусок готов к работе, он не требует выравнивания на карбиде кремния. OSB связка идеальна для твердых сталей на маленьких углах.

3. Что такое алмазные порошки и микропорошки?

Алмазные порошки ( АС ) - изготовлены из синтетических алмазов, помимо буквенного, они нумеруются и цифровым кодом, цифра обозначает - среднее арифметическое значение показателей прочности на сжатие всех зернистостей определенной марки, выраженное в ньютонах. Прочность синтетических алмазов на сжатие (статическая прочность) определяется нагрузкой, при которой разрушается единичный кристалл. Алмазные шлифпорошки марок АС4, АС15 и алмазный микропорошок АСМ, получают путем обогащения спеков (продуктов синтеза) самой низкопрочной марки синтетического алмаза, с последующим дроблением, рассевом и классификацией.

Шлифпорошок АС4 (Веневские алмазы) – размер зерен от 2500 до 40 мкм (микрометра). Изготовлен из синтетических алмазов, зерна которых представлены агрегатами и сростками. Имеет высокое качество рассева, содержание основной части алмазов со средним размером зерна составляет не менее 85%, мелких зерен не более 10% и крупных не более 5%. Это синтетический алмазный шлифпорошок прецизионного качества.

Шлифпорошок АС-15 (Трехслойные алмазные бруски)

Алмазный шлифпорошок изготовленный из синтетических алмазов. Зерна представлены агрегатами и сростками, а также удлиненными кристаллами с коэффициентом формы зерен от 1,3 до 3,0. Содержание зерен среднего размера 70%, крупных - не более 15%. Предназначен для изготовления инструментов на органических, металлических, керамических связках, применяемых при обработке твердого сплава, керамики, стекла и других хрупких материалов.

Микропорошки получают методами статической или центробежной седиментации из мелкого продукта, остающегося после изготовления шлифпорошков типа АС . Свойства микропорошков различных марок обеспечиваются технологическим процессом их получения. Массовая доля примесей в виде растворимых компонентов в шлифпорошках из синтетических алмазов не должна превышать 1%.

Алмазоподобные покрытия

Алмазоподобные покрытия состоят из атомов углерода, как с алмазоподобными, так и с графитоподобными связями, что существенно повышает ресурс использования изделий с подобным напылением. Такие аморфные углеродные покрытия, обладают твердостью алмаза и коэффициентом трения графита. Срок службы изделий на которых нанесено такое покрытие при этом возрастает от 5 до 20 раз.

Описание:

Сам по себе углерод в природе может находиться в нескольких формах. Наиболее распространены с точки зрения технического применения в настоящее время две из них: графит и алмаз . В основе отличия этих двух форм лежит различные химические связи между атомами углерода. В графите атомы имеют сильную связь в плоскости и слабую связь между этими плоскостям. В результате получается мягкий, электропроводящий, непрозрачный, серый материал, имеющий низкий коэффициент трения. В алмазе же все атомы углерода имеют сильные связи во всех направлениях. Поэтому алмаз – материал с наивысшей твердостью, электроизоляционный, прозрачный.

Технология нанесения алмазоподобных покрытий (или, в английской аббревиатуре, DLC, что означает Diamond Like Coating) сводится к плазменному импульсному распылению графита в вакуумной камере и осаждению (или, в английской аббревиатуре, PVD сокращенное от английских слов physical vacuum deposition) ионов углерода с достаточно большой энергией на изделия, на пример металлообрабатывающий инструмент. В результате такого напыления углерода образуется аморфное покрытие, состоящее из атомов углерода как с алмазными, так и с графитоподобными связями. Такие аморфные покрытия можно получать в широкой области температур вплоть до комнатной на различных материалах: металлах, керамике, стекле, пластических материалах.

Свойства и преимущества:

Высокое содержание атомов углерода с алмазными связями в присутствии графитоподобных связей, приводит к появлению уникальных характеристик алмазоподобных покрытий, таких как:

– высокая твердость, сравнимая с чистым алмазом (5000–10000 Hv),
– низкий коэффициент трения, характерный для графита (0,15–0,08),
– высокая износоустойчивость,
– химическая инертность,
– биосовместимость с живыми тканями,
– прозрачность в инфракрасном диапазоне спектра,
– экологическая чистота,

Данные свойства покрытий прекрасно зарекомендовали себя во многих отраслях нашей промышленности, в частности метало- и деревообрабатывающей для режущих инструментов с АПП покрытиями на метчиках, фрезах, сверлах, гелиотиновых ножах, на пресс-формах и штампах. Срок службы изделий при этом возрастает от 5 до 20 раз в особенности при обработке вязких металлов, на которые нанесено DLC покрытие.

При этом из всего массива ныне применяемых упрочняющих покрытий алмазоподобные покрытия имеют наибольшую микротвердость и наименьший коэффициент трения. Микротвердость широко используемых покрытий составляет величины от 10 до 45 ГПа, определенные по методу Виккерса. В то же время для алмазоподобных покрытий, полученных методом плазменного импульсного распыления графита в вакууме и называемых DLC (tαC), микротвердость лежит в пределах значений от 50 до 100 ГПа и вплотную приближается к чистому алмазу. По этому критерию покрытия DLC (tαC) не имеет аналогов.

Применение:

Алмазоподобные покрытия применяются в различных областях, в т.ч.:

– машиностроение:

– износостойкое и антифрикционное покрытие деталей нефтегазовой промышленности,
– износостойкое и антифрикционное покрытие упорных и радиально-упорных подшипников, газодинамических опор гироскопов,
– упрочнение измерительных скоб и пробок, калибров, микрометров,
– упрочнение пишущих узлов графопостроителей,
– упрочнение нитеводителей и др. деталей в текстильной промышленности,
– упрочнение алюминиевых оснований электрических утюгов,
– упрочнение металлорежущего инструмента, в том числе алмазного,
– износостойкое и антифрикционное покрытие для толкателей и рокеров газораспре-делительного механизма автомобильных двигателей,
– использование алмазоподобного покрытия вместо камней в часовых механизмах,
– износостойкое и антифрикционное покрытие для деталей гидравлических систем,
– декоративное и защитное покрытие корпусов часов,
– износостойкое покрытие лезвий безопасных бритв,
– износостойкое покрытие алюминиевых каландров,

– медицина:

– упрочнение и заточка скальпелей, лезвий дерматомов, атравматических игл,
– износостойкое и антитромбогенное покрытие для медицинских изделий,
– износостойкое и антитромбогенное покрытие для искусственных суставов,
– декоративное и защитное покрытие оправ очков.

– электроника:

– упрочнение барабанов и самих видеоголовок, формирование рабочего зазора,
– упрочнение головок струйных принтеров покрытием с высокой теплопроводностью,
– селеновое и защитное покрытие барабанов множительной техники,
– износостойкое покрытие магнитных и магнитооптических дисков,
– защитное покрытие бериллиевых окон рентгеновских счетчиков,
– защитное и отражающее покрытие лазерных отражателей и оптических линз,
– износостойкое покрытие притиров для изготовления оптических линз,
– создание носителей информации нового класса на основе нанотехнологии,
– тонкопленочные диэлектрические теплоотводы с высокой теплопроводностью,
– антидиффузионные барьеры для микроэлектроники.

твердое покрытие
виды твердых покрытий
алмазоподобные покрытия
твердые смазочные покрытия
твердые покрытия металла
определение твердого покрытия
площадь твердого покрытия
насадка для твердых покрытий
устройство твердого покрытия
твердый хром покрытие
твердое селективное покрытие
мягким или твердым покрытием
дорожки с твердым покрытием
алмазоподобные покрытия
щебень твердое покрытие
твердое смазочное покрытие мс 2000
моющее средство для полов с твердым покрытием
покрытие твердых корпусов
твердое блестящее покрытие
алмазоподобное покрытие dlc
на твердом покрытии например на
твердое смазочное покрытие mc 2000
твердое селективное покрытие стекла
легированные алмазоподобные покрытия
алмазоподобные вакуумные покрытия dlc
алмазное покрытие
алмазоподобные покрытия
диски с алмазным покрытием
сверло с алмазным покрытием
алмазное покрытие инструмента
нанесение алмазного покрытия
покрытие алмазной крошкой
посуда с алмазным покрытием
боры с алмазным покрытием
сковородка с алмазным покрытием
сверло кольцевое с алмазным покрытием
купить сковороду с алмазным покрытием
алмазное антипригарное покрытие
алмазное гальванического покрытие
электрохимическое осаждение никель алмазных покрытий
алмазно керамическим покрытием
алмазоподобные покрытия
сковорода алмазное покрытие отзывы
алмазно фтористое покрытие что это такое
сверло с алмазным покрытием диаметр 20 мм
покрытие лаком алмазных картин
хром алмазное покрытие
сверло с алмазным покрытием диаметр 6 мм
алмазоподобные покрытия
посуда с алмазным покрытием отзывы
бруски для микротомных ножей с алмазным покрытием
нанесение алмазного покрытия на режущий инструмент
фрезы с алмазным покрытием
швейцарские сковородки с алмазным покрытием

Нанесение покрытий

Выбор наилучшего покрытия для конкретного применения основан на нашем многолетнем опыте и всестороннем знании алгоритмов решения этой технической задачи. Мы не предложим Вам самое дешевое покрытие или то, что находится у нас под руками. Мы будем рекомендовать то покрытие, которое считаем лучшим для условий работы Ваших деталей. Поэтому не удивляйтесь большому количеству вопросов, поскольку нам необходимо глубже понимать Ваши проблемы и требования. Являясь лидирующей в России компанией по технологиям нанесения промышленных покрытий, мы гордимся нашей эрудицией и мастерством.

У нас тесные рабочие отношения с ведущими мировыми производителями порошковых материалов и фирмами, оказывающими услуги по их нанесению, поэтому мы в курсе последних разработок в этой области.

Главное, Вам самим не нужно беспокоиться о выборе лучшей системы покрытий - это наша работа!

Чтобы узнать больше о нашем ассортименте покрытий читайте наш сайт и наши публикации, которые находятся в открытом доступе.

Для получения от нас рекомендаций по выбору покрытий заполните онлайн-форму заявки на нашем сайте, и мы обязательно с Вами свяжемся.

Используемые технологии

электродуговая наплавка порошковыми и проволочными материалами, в защитном газе, под флюсом;
плазменная наплавка;
газотермическое напыление покрытий (газопламенное, электродуговое, плазменное, детонационное, высокоскоростное);
холодное газодинамическое напыление защитных покрытий;
электроискровое нанесение декоративных покрытий;
процессы PVD и CVD осаждения покрытий из газовой фазы;
финишное плазменное упрочнение.

Цель нанесения покрытий на металлические поверхности

упрочнение деталей для предотвращения их разрушения под воздействием окружающей среды, контактного взаимодействия с сопряженной деталью или совместного действия этих факторов;
создание функциональных свойств поверхности;
изменение формы изделия и ее восстановление, наращивание поврежденной в процессе эксплуатации поверхности;
создание декоративного покрытия с определенными визуальными качествами.

Назначения покрытий

1. Износостойкие противостоящие:

изнашиванию схватыванием;
абразивному изнашиванию;
усталостному изнашиванию;
вследствие диспергирования;
фреттинг-коррозии;
кавитационному изнашиванию;
эрозионному изнашиванию.

стойкие против окисления;
эрозионностойкие;
стойкие в агрессивных газовых средах;
теплозащитные;
стойкие в металлических расплавах.

3. Коррозионностойкие для различных сред:

воздушной среды;
воды и водных растворов.

6. Биоактивные, бактерицидные

8. Для восстановления размеров изношенных и бракованных деталей

9. Со специальными свойствами (магнитными, оптическими, для экранирования радиопомех и др.)

10. Технологические (например, покрытия под пайку)

Толщина напыления металлических покрытий — от нанометров до десятков миллиметров. Материалы покрытий: на основе Fe, Cu, Ni, Co, карбиды, нитриды, бориды, оксиды, композиционные, многокомпонентные, минеральные и др.

Карбид вольфрама широко известный сплав, обладающий высокой твердостью и повышенными износостойкими свойствами.

Бронзу чаще всего наносят на изделия методами плазменного или газопламенного напыления. Основное применение это получение антифрикционного покрытия.

Токоведущие шины и шины заземления - очень важные и широко применимые элементы современной электротехнической промышленности. Любой силовой агрегат содержит их в своем составе.

Мы уже более 20 лет занимаемся нанесением различных функциональных покрытий и в том числе нанесением фрикционных покрытий. Если вам требуется увеличить коэффициент трения между сопрягаемыми изделиями – обращайтесь к нам. Присылайте чертеж или фотографии изделий, под нанесение покрытия. Наши инженеры подберут соответствующие материалы для фрикционного напыления и сделают расчет стоимости выполнения работы по нанесению покрытия.

В настоящее время активно разрабатываются новые источники энергии - топливные элементы с протонообменной мембраной (proton-exchange membrane fuel cells - PEMFC). Они считаются наиболее перспективными экологически чистыми генераторами энергии за счет преобразования химической энергии.

Керамическое покрытие предназначено для защиты металлических поверхностей от износа, коррозии, механических и температурных нагрузок, а также для придания поверхности новых свойств. Данный вид обработки используется во многих отраслях: металлургии, машиностроении, приборостроении, автомобилестроении, атомной энергетике, авиации, двигателестроении, аэрокосмической, производственной отрасли и многих других.

услуги по восстановлению деталей, нанесению покрытий, напылению в вакууме, микроплазменному напылению, электроискровому легированию, плазменной обработке, аттестации покрытий, напылению нитрида титана, ремонту валов, покрытию от коррозии, нанесению защитного покрытия, упрочнению деталей;
поставка оборудования для процессов финишного плазменного упрочнения, сварки, пайки, наплавки, напыления (например, газотермического, газопламенного, микроплазменного, высокоскоростного и детонационного напыления), электроискрового легирования, приборов контроля, порошковых дозаторов, плазмотронов и другого оборудования;
поставка расходных материалов, таких как сварочная проволока, электроды, прутки для сварки, порошки для напыления, порошки для наплавки, порошки для аддитивных технологий, проволока для наплавки и другие материалы для процессов сварки, наплавки, напыления, аддитивных технологий и упрочнения;
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения; , консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

услуги по восстановлению размеров и нанесению функциональных покрытий;
поставка оборудования и материалов для процессов сварки, пайки, наплавки, напыления, осаждения, аддитивных технологий (например, газопламенного, плазменного, высокоскоростного и детонационного напыления, плазменной наплавки, электроискрового легирования, порошковые дозаторы, приборы контроля);
проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения;
обучение, консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

Инструментальные покрытия: прочность алмаза

А втоматизации процессов в современном производстве требует максимального повышения эффективности, что в свою очередь, повышает требования к качеству и износостойкости инструментов. Наиболее прогрессивный метод улучшения рабочих качеств инструмента – нанесение на его поверхность специальных покрытий, обладающих необходимыми свойствами. Покрытие сообщает предмету свою твердость или вязкость, химическую стойкость или теплопроводность, а также увеличивает запас прочности.

Покрытия на основе титана

Титановые покрытия значительно повышают поверхностную твердость основы даже при очень высоких температурах, в результате износостойкость инструмента многократно увеличивается. За счет снижения трения между инструментом и объектом обработки, зачастую отпадает необходимость применять охлаждение, а скорость работы возрастает от 10 до 50 %. Обыкновенно, их используют для обработки твердосплавных инструментов, например, сверл и разнообразного режущего оборудования. Покрытие нитрид титан-алюминия (TiAlN) позволяет сохранять твердость 2800 HV даже при температуре 7500, применяется для работы по материалам сложным для обработки. Нитрид титана (TiN) остается твердым при 5400, его используют для модификации хирургических инструментов и оборудования пищевой промышленности. Очень твердое покрытие карбонитрид титана 4000 HV (TiCN) применяется для работы по чугуну, кремнистому алюминию, абразивным материалам.

Эпиламы

Фторсодержащие растворы, называемые эпиламами, создают на поверхности предметов тончайшую пленку, которая придает им коррозионную стойкость, защищает от влаги, снижает поверхностную энергию и трение, а, в конечном счете, повышает износостойкость. Область применения необычайно широка: от обработки режущего инструмента до микросборок и радиоплат печатного монтажа. Например, «Эпилам 6СФК-180-05» применяется для металлорежущего, металлообрабатывающего, деревообрабатывающего инструмента, для придания износостойкости и антиадгезионных свойств поверхностям. Кроме того, его используют в различных отраслях машиностроения и приборостроения.

Хром-алмазные покрытия

Технология хромирования с применением кластерных наноалмазов детонационного синтеза была разработана в опытно-конструкторском бюро ООО «РАМ». Отталкиваясь от широко распространенного метода электролитического хромирования, инженеры компании ввели в состав электролита коллоидный раствор кластерного (ультрадисперсного) наноалмаза, который изменил механизм осаждения металла. Структура такого покрытия значительно улучшает адгезию хрома и копирует микрорельеф поверхности, что увеличивает предельные напряжения сдвигового отрыва от основы. Наноалмазы, размером 4-6 нм, имеют свойство осаждаться вместе с металлом из растворов солей при электрохимическом и химическом восстановлении. В результате образовывается двухфазное композиционное электрохимическое покрытие: слой хрома, в который внедрены дисперсные частицы наноалмазов. Эти алмазы по форме близки к сфере или овалу, и состоят из твердого инертного ядра, покрытого химически активной оболочкой. В зависимости от того, какие вещества выбираются в качестве оболочек, состава электролита и нюансов технологического процесса, возможно получение покрытий с различными заданными свойствами. Такое покрытие по износостойкости в 2-6 раз надежнее по сравнению с обычным твёрдым хромированием, его микротвёрдость — 1400 HV, при толщине покрытия от 0,5 до 500 мкм. Основой могут служить любые инструментальные, углеродистые, штамповые стали, чугун, медь, латунь.

Методики нанесения покрытий

На сегодняшний день разработано множество методик нанесения покрытий. Их можно разделить на две большие группы: методы химического и физического осаждения покрытий. Физические методы: ионно-плазменное напыление, генерация потока осаждаемого вещества термическим испарением (газотермическое напыление), лазерное и электроискровое упрочнение. Химические методы: эпиламирование

Газотермическое напыление включает электродуговую металлизацию, газопламенное напыление и плазменное напыление. Принцип прост: расплавленный электрической дугой или пламенем ацетиленовой горелки порошок или проволока распыляются по обрабатываемой поверхности. Обыкновенно, метод применяется для упрочнения и защиты деталей машин.

Лазерное и электроискровое упрочнение используется для нанесения покрытий на режущий инструмент и технологическую оснастку. Процесс основан на свойствах плазменных импульсных искровых разрядов между электродом и обрабатываемой поверхностью. Работа проводится в воздушной среде. Электрод периодически касается поверхности, перенося на нее металл.

Эпиламирование повышает износостойкость режущего инструмента, образуя на поверхности мономолекулярную пленку. Обрабатываемый предмет погружается в раствор (либо раствор наносится пульверизатором), содержащий активное вещество, которое абсорбируется на твердой поверхности. В результате, стойкость к износу инструмента или детали машины увеличивается от 2 до 5 раз. Круг материалов, которые можно обрабатывать эпиламами, очень широк: металлы, абразивы, узлы трения, полимеры, хрупкие неметаллические материалы и так далее. В настоящее время более 600 предприятий России применяет эпиламирование в производстве.

Финишное плазменное упрочнение (ФПУ) применяется для изготовления инструмента с особыми свойствами поверхности: стойкостью к износу, коррозии, фреттинг-коррозии и высоким температурам, а также – антифрикционностью и антисхватыванием. На поверхности основы образуется диэлектрическое пленочное покрытие, обладающее низким коэффициентом теплопроводности, химически инертное, с низкой топографией поверхности. Плазменное упрочнение проводится при атмосферном давлении: между плазмотроном и изделием проходит разряд. К дуге подается аргон в качестве плазмообразующего газа, а материалом для покрытия, которое появляется в результате плазмохимических реакций, служит жидкий двухкомпонентный препарат СЕТОЛ. Преимуществом метода являются низкие температуры процесса: заготовка нагревается всего на 100-120 °С, что позволяет обрабатывать инструментальные стали с низкой температурой отпуска. А свойства покрытия из оксикарбонитрида кремния по микротвёрдости приближаются к алмазоподобным покрытиям, характеризуются высокой адгезионной прочностью и низким коэффициентом трения.

Научно-производственная фирма «Плазмацентр» ведет исследования и проектирование в области производства инструмента и технологической оснастки с повышенным ресурсом работы. Ее создавали ученые факультета технологий и исследования материалов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, за плечами которых четверть века работы по проблематике нанесения защитных покрытий, упрочнения и сварки. Среди крупнейших заказчиков фирмы «КАМАЗ», ОАО «Ижевский машиностроительный завод», ОАО «УРАЛМАШ», Ракетно-космический завод, ГКНПЦ им. М.В.Хруничева, ОАО «Корпорация «Иркут», и другие. Одна из важнейших разработок компании – Установка для финишного плазменного упрочнения УФПУ-111: предназначена для безвакуумного нанесения износостойкого нанопокрытия на инструмент, технологическую оснастку, детали машин (без изменения шероховатости поверхности, при нагреве изделия не более 100°С). В составе установки: плазмотрон с плазмохимическим генератором, блок аппаратуры с жидкостным дозатором, прибор контроля нанесения покрытия, источник питания, передвижной и настольный манипуляторы. Потребляемая мощность – не более 5 кВА, номинальный ток – 100 А, номинальное рабочее напряжение – не более 40 В.

Установка UR-121, разработанная в компании «ПЭЛМ» – компактна и проста в использовании, предназначена для нанесения легирующих покрытий на режущий инструмент. Больше подходит для мастерских и лабораторий. Обработка инструмента занимает несколько минут. Установка включает генератор, ручной электромагнитный вибратор, контактную пластину, соединительные провода и комплект электродов. Потребляет 120 W, при 220 V. Одного электрода достаточно для обработки 800 см2 упрочняемой поверхности при толщине наносимого слоя 20 мкм и глубине диффузионного слоя до 50 мкм. Стоимость установки UR-121 от компании-производителя: 67000 рублей с запасом твердосплавных электродов на два года работы.

Небольшая шведская автомастерская, основанная в 1904 году, в процессе развития специализировалась на нанесении износостойких покрытий. Накопив большой опыт, в 1997 году компания назвалась Ionbond, полностью посвятив себя современным технологиям нанесения покрытий и изготовления оборудования для таких работ. Установки для химического и электрохимического осаждения металлов, вакуумно-плазменные установки компании «Ionbond» экспортируются по всему миру: Европа, Америка, Азия. В частности, внимания заслуживают установки «Bernex BPX» серии CVD: оборудованы дублированными электронными системами диагностики и управления процессом, могут быть применены к широкому спектру составов покрытий, на любой основе.

Современные станки и линии с числовым программным управлением, работающие в непрерывно высоком темпе и экстремальных условиях, нуждаются в деталях, обладающих большим запасом прочности и надежности. Новейшие инструментальные покрытия позволяют изготавливать оборудование, удовлетворяющее самым высоким требованиям.

Алмазные пластины на гальванической связке.

Гальваническая связка представляет такой способ напыления, при котором к покрываемой основе прикрепляют алмазные частицы и осаждают из электролита слой металлической связки, охватывающей и закрепляющей алмазные зерна. Способ позволяет получать алмазосодержащие покрытия на сложных фасонных поверхностях и создавать тонкие (до 0,4 мм) алмазосодержащие элементы и покрытия.

Способы закрепления алмазов на металлическом основании отличаются разнообразием. В одном из способов сначала к поверхности корпуса инструмента прикрепляют алмазные зерна крупной зернистости, затем наносят слой алмазных зерен мелкой зернистости и окончательно заращивают алмазы электроосажденным металлом. Кроме того, возможна технология изготовления алмазного инструмента, заключающаяся в закреплении на корпусе инструмента алмазных зерен разной зернистости. При этом вершины алмазных зерен мелкой зернистости находятся ниже уровня расположения вершин алмазных зерен большей зернистости. Еще один способ, при котором на корпусе пластины осаждают и заращивают алмазные зерна двух зернистостей одновременно. Эффективность всех этих технологий закрепления алмазов с точки зрения заточки ножей практически одинакова.

Гальваническая связка в любом случае характеризуется тем, что она удерживает алмазные зерна только за счет механических сил сцепления, поэтому зерна должны быть зарощены связкой на высоту не менее 65-70% размера зерна. Металлом, надежно удерживающим абразивное зерно на стальном корпусе, является никель. Он обеспечивает инструменту высокую прочность, стойкость и производительность.

Алмазные пластины на гальванической связке обеспечивают интенсивный съем металла и могут использоваться для режущей кромки ножа, имеющей существенные повреждения (сколы, замины и т.п). Работают заметно агрессивнее брусков на органической и металлической связках с аналогичным размером зерна. Это достигается за счет выступающих алмазных зерен, в то время как в металлической и органической связке алмазные зерна утоплены в связующее вещество и перемешаны с ним. Концентрация размеров зерна в слое 100%.

В то же время необходимо отметить, что по длительности работы такие бруски будут уступать брускам на других связках из-за тонкого слоя напыления, которое активно стирается в процессе заточки. Также важно учитывать, что при работе такими алмазами по мягким сталям, твердостью до 58 HRC этот тип брусков вырабатывается быстрее, чем при работе по сталям с высокой твердостью. Пластины на гальванической связке не требуют подготовки к работе (выравнивания, «взбадривания» и т.п.). В целом они представляют из себя эффективные и недорогие решения для быстрой заточки.

Читайте также: