Основное внимание уделено применению диффузионных, газотермических и гальванических покрытий. <...> Эксплуатационные характеристики многих изделий – износостойкость, коррозионная стойкость, отражательная способность, теплосопротивление и другие – определяются свойствами поверхности. <...> КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫТИЙ Покрытия и материалы покрытий можно классифицировать по ряду признаков: по толщине покрытия, по прочности связи покрытия с основанием, по материалам покрытий, по функциональным признакам, по способу нанесения. <...> Прочность сцепления покрытия с основой cb является одним из важнейших свойств композита, которое обозначает силу связи между основным металлом и покрытием, отнесенную к единице площади контакта. <...> Классификация покрытий по материалам Группа покрытий на основе органо-неорганических материалов включает покрытия из металлоорганических и неметаллоорганических сплавов и композиций, например, металлополимерные и окисно-полимерные. <...> Используют покрытия из переходных и благородных металлов, металлических сплавов и сплавов металлов с углеродом, фосфором, бором Области применения 3 Для повышения жаростойкости и твердости металлов, а также коррозионной устойчивости и износоустойчивости Для плакирования железом, медью, латунью, нержавеющей сталью, алюминием, для покрытия алюминиевых сплавов чистым алюминием Применяют в технологии производства печатных плат, при металлизации пластмасс и неорганических материалов (например, керамики), а также для нанесения функциональных покрытий на металлы 6 Продолжение таблицы 1.1 1 2 3 Наплавочные Покрытия, наносимые методами сварки или другими способами С целью увеличения износостойкости, жаропрочности и эксплуатационной стойкости поверхностей деталей, работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок, высоких температур и давлений, в абразивных и агрессивных средах, а также в целях замены дефицитных и дорогостоящих металлов Газотермические <...>
Защитные_покрытия.pdf
УДК 621.793 (075.8)
ББК 34.663я73
З-40
Авторы: М. Л. Лобанов, Н. И. Кардонина,
Н. Г. Россина, А. С. Юровских
Рецензенты:
кафедра физического металловедения и физики твердого тела
физико-металлургического факультета Южно-Уральского государственного
университета (канд. физ.-мат. наук. доц. К. Ю. Окишев);
канд. техн. наук ст. науч. сотр. Института физики металлов УрО РАН
Н. В. Катаева
Научный редактор – канд. техн. наук доц. Ю. Г. Эйсмондт
З-40
Защитные покрытия : учеб. пособие / М. Л. Лобанов, Н. И. Кардонина,
Н. Г. Россина, А. С. Юровских. – Екатеринбург : Изд-во
Урал. ун-та, 2014. – 200 с.
ISBN 978-5-7996-1101-9
В учебном пособии рассмотрены вопросы применения покрытий для защиты
поверхности изделий от различных типов воздействий: износа, высоких
температур и агрессивных сред. Приведены классификации покрытий по ряду
признаков: материалам, способам нанесения, функциональным свойствам.
Основное внимание уделено применению диффузионных, газотермических и
гальванических покрытий.
Библиогр.: 19 назв. Табл. 26. Рис. 23.
УДК 621.793 (075.8)
ББК 34.663я73
ISBN 978-5-7996-1101-9
2
© Уральский федеральный
университет, 2014
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................... 3
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫТИЙ ..................................................... 3
2. ДИФФУЗИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ....................................................... 9
2.1. Получение диффузионных покрытий ........................................... 9
2.2. Термодинамическое описание реакций при ХТО ...................... 12
2.3. Формирование диффузионных слоев .......................................... 16
2.4. Основные виды ХТО .................................................................... 20
2.4.1. Цементация сталей .................................................................. 20
2.4.2. Хромирование ......................................................................... 34
2.4.3. Азотирование ........................................................................... 49
2.4.4. Применение диффузионных покрытий ................................. 58
3. ГАЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ................................................ 73
3.1. Основные технологии газотермического напыления
покрытий ............................................................................................... 73
3.1.1. Газопламенное напыление ..................................................... 75
3.1.2. Плазменное напыление........................................................... 77
3.1.3. Электродуговая металлизация ............................................... 79
3.1.4. Детонационный способ напыления ....................................... 80
3.2. Основные технологические этапы нанесения
газотермических покрытий ................................................................. 82
3.2.1. Подготовка поверхности изделия к нанесению
газотермического покрытия ............................................................. 83
3.2.2. Обработка газотермических покрытий ................................. 86
3.2.3. Контроль качества газотермических покрытий ................... 87
3.3. Структура и свойства газотермических покрытий .................... 91
3.3.1. Структура газотермических покрытий ................................. 91
3.3.2. Факторы, влияющие на структуру и свойства
газотермических покрытий .............................................................. 93
3.4. Применение газотермических покрытий .................................... 94
195
Стр.196
3.4.1. Материалы для газотермического напыления ...................... 94
3.4.2. Газотермические покрытия из порошковых материалов .... 97
4. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ................ 113
4.1. Физико-химические свойства и функциональное
назначение гальванических покрытий ............................................. 113
4.2. Теоретические сведения об электроосаждении металлов ....... 117
4.2.1. Электродные потенциалы ................................................... 117
4.2.2. Параметры процесса электроосаждения ............................. 123
4.3. Электролитическое осаждение металлов и сплавов ................ 133
4.3.1. Осаждение металлов группы железа ................................... 133
4.3.2. Кобальтирование ................................................................... 143
4.3.3. Хромирование ....................................................................... 143
4.3.4. Электролитическое меднение ............................................. 146
4.3.5. Электролитическое цинкование ........................................... 148
4.3.6. Осаждение благородных и редких металлов ......................... 151
4.4. Электролитическое осаждение комбинированных
покрытий ............................................................................................. 163
4.5. Электрохимические полимерные покрытия ............................. 166
4.6. Основы процесса химического восстановления металлов .... 170
4.6.1. Химическая металлизация ................................................... 170
4.6.2. Иммерсионные покрытия ..................................................... 174
4.7. Неметаллические неорганические покрытия .......................... 176
4.7.1. Фосфатирование ................................................................... 176
4.7.2. Химическое и электрохимическое оксидирование ............ 180
5. ДРУГИЕ ВИДЫ ПОКРЫТИЙ ......................................................... 184
5.1. Покрытия полимерами ............................................................... 184
5.2. Эмалевые покрытия .................................................................... 185
5.4. Наплавка ...................................................................................... 188
5.5. Вакуумно-плазменные покрытия .............................................. 190
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................... 192
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................. 193
196
Стр.197