Potiahnutie ocele nitridom titánu. Prášková technológia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Na pokrytie materiálov sa v dnešnej dobe používa celý rad rôznych technológií. Existujú technológie vákuového poťahovania, elektrón-protónové žiarenie, vysokoteplotná fúzia a mnohé ďalšie.

Poťahovanie ocele nitridom titánu

V modernom svete sú čoraz populárnejšie „pozlátené“ozdobné ozdoby a výrobky. V priemysle ide o kalenie (naprašovanie) nástrojov a dielov nitridom titánu. Tento chemický prvok má vonkajší dekoratívny vzhľad a cenné prevádzkové vlastnosti - vysokú tvrdosť, odolnosť a chemickú inertnosť. V priemysle sa povrchová úprava nitridom titánu vykonáva:

1. Metóda vákuového nanášania. Realizuje sa rôznymi spôsobmi - nanášanie iónov, systém kondenzácie plazmovej fázy a naprašovanie v magnetrónových inštaláciách: PVD (Physical Vapor Deposition) alebo FOP technológia.
2. Metóda chemického nanášania pár: CVD (Chemical Vapour Deposition) alebo technológia CVD.
3. Plazmový nástrek v mikrovlnných plazmových horákoch.
4. Technológia SHS (samošíriaca sa vysokoteplotná syntéza).

Povliekanie ocele nitridom titánu depozičnými metódami poskytuje kvalitné výsledky, vyžaduje si však technicky zložité inštalácie (vákuum, paroplyn) v priemyselných podnikoch. Okrem toho si vyžaduje špecifické zariadenia, materiály a priemyselné plyny (napr. dusík). Okrem toho v galvanizačných dielňach vzniká toxický odpad.

Plazmové inštalácie. Proces

V zariadeniach plazmového typu sa nanášanie nitridu titánu vykonáva elektroplazmovými rozprašovačmi s použitím hotových práškových surovín (nitrid titánu v práškovej forme). Plazmatróny na striekanie sú pomerne jednoduché, proces tam prebieha bez vákua a špeciálneho plynného prostredia. Aby sa však znížila oxidácia nitridu titánu kyslíkom, na vytvorenie plazmy sa používa argón. Má inertné vlastnosti. V mikrovlnnom plazmovom horáku sa používa dusík. Túto technológiu práškového lakovania možno použiť v malých vybavených miestnostiach, ako sú súkromné podniky.

Nevýhody metódy plazmového striekania

V inštaláciách plazmového typu má technológia poťahovania nitridom titánu nasledujúce nevýhody:

• slabá priľnavosť. Pevnosť priľnavosti povlaku je nižšia ako pri metódach PVD alebo CVD, striekanie má tendenciu usadzovať sa;
• film pokrývajúci povrch je prísne nerovný;
• dekoratívne vlastnosti takéhoto filmu nízkej kvality;
• odprašovanie počas určitého časového obdobia je možné vykonať niekoľkokrát, takže výrobok je náchylný na opotrebovanie.

Je zrejmé, že ak sa nanášanie nitridom titánu vykonáva v malých, zle vybavených miestnostiach, výsledok má značné nevýhody. Tento náter sa používa iba na dekoratívne účely. Táto kvalita sa vyžaduje napríklad pri výrobe suvenírových výrobkov, nábytkového kovania, šperkov atď.

Požiarna technológia

Pri vysokoteplotnej syntéze sa nitrid titánu poťahuje v uzavretých reaktoroch pomocou zahrievania hotového produktu. V takýchto zariadeniach sa povlak získa čistý a rovnomerný. Pevnosťou, tvrdosťou a žiaruvzdornosťou prevyšuje známe kompozitné materiály.

Zahrievanie reaktora na vysoké teploty nastáva v dôsledku exotermických procesov. V dôsledku reakcie viacerých chemických prvkov vzniká časť. Teplota dosahuje 4000 stupňov. Takto môžete získať vynikajúci čistý nitrid, diborit titánu, kremíka a hliníka a ďalšie materiály s hotovými povlakmi. Proces poťahovania nitridom titánu vo variantoch vysokoteplotnej práškovej syntézy sa môže uskutočniť dodatočne. V nových reaktoroch SHS sa akýkoľvek materiál ukáže ako nezvyčajný a nádherne dekoratívny.

Výhody materiálov potiahnutých nitridom titánu

Sem patria:

• značná odolnosť proti mechanickému poškodeniu;
• rôzne farby náteru;
• funkčná odolnosť;
• udržateľnosť inovatívnej výroby;
• pohodlnosť a jednoduchosť používania;
• sa používa v mnohých oblastiach výroby, od zdobenia (pozlátenia) kupol kostolov až po výrobu suvenírov.

Je možné tvrdiť, že výrobné náklady na pokovovanie nitridom titánu sú oveľa nižšie ako v iných odvetviach, kde sa vyžaduje pokovovanie zlatom. Napríklad jeden štvorcový meter plechu z nehrdzavejúcej ocele s "pozlátením" bude stáť približne 2,5 tisíc rubľov. Povlak TiN nešpiní a chráni materiál pred hrdzou. Životnosť plášťa z nitridu titánu je oveľa dlhšia. Toto spojenie je odolné voči teplotám 800 stupňov.

Záver

Vykonávané pokrytie má mnoho funkcií. Nitridový povlak sa používa pri výrobe integrovaných obvodov, pretože tento materiál je vodičom aj izolantom. Postrek dodáva povrchu iný kvet, výrobky sú dekoratívnejšie. Je to farba zlatej, bordovej, zelenej a modrej, ako aj strieborná a karmínová Všetky sú stabilné, nevyblednú ani sa nevymývajú.