Главная Услуги Технологии Контакты

Технология плазменной обработки

Продольный срез материала до и после плазменной обработки под электронным микроскопом

    В большинстве случаев работоспособность деталей машин, аппаратов, оборудования и элементов конструкций зависит не столько от качества металла всего сечения, сколько от свойств поверхностных слоев. Поверхностные слои – наиболее тяжело-нагруженные области конструкционных и инструментальных материалов, принимающие активное участие в обмене энергией и веществом с окружающей средой. Это приводит к их более ранней повреждаемости по сравнению с глубинными слоями.
   На сегодняшний день основной технологией улучшения свойств поверхностного слоя признана технология нанесения покрытий. В настоящее время насчитывается свыше 130 технологических способов нанесения упрочняющих покрытий. Основная цель каждого способа – сформировать на поверхности детали твердый, износостойкий слой, прочно связанный с основанием. Один и тот же материал покрытия может быть нанесен самыми различными способами. При этом существенно могут различаться как свойства покрытия, так и затраты на его нанесение.
    Данный метод основан на сверхбыстром (10-6 сек) энергетическом воздействии на поверхностные слои материалов (20-100 мкм) с использованием импульсных плазменных потоков, эффективной диффузии ионов плазмы вглубь материала (например: азотирование, борирование, легирование) и последующей сверхбыстрой закалки).
    Высокоэнергетичный плазменный поток при взаимодействии с поверхностью материала передает ей большую часть своей кинетической и тепловой энергии. Главная особенность процесса - энергия передается на протяжении очень короткого промежутка времени 2-3 мкс и не успевает диффундировать в глубину материала. Таким образом, она концентрируется в тонком поверхностном слое. Происходит его плавление с одновременным внедрением ионов потока (например, азота) в материал мишени в следствии диффузии при градиенте температур ~108К/м. Этот же процесс может использоваться для упрочнения уже нанесенных покрытий и улучшения их адгезии.
    После коротко-импульсного плавления поверхностного слоя происходит последующее сверхбыстрое охлаждение расплавленного слоя, время которого t~10-6с может быть сравнимо или меньше, чем время зарождения кристаллов.