Способ получения хромокарбидных покрытий

Способ получения хромокарбидных покрытий

Реферат

Изобретение относится к способам нанесения покрытий термическим разложением паров металлоорганических соединений (МОС) на нагретых поверхностях и может быть использовано для получения защитных покрытий на основе хрома на деталях из конструкционных, низколегированных сталей, что делает возможным их работу в агрессивных средах.

Наиболее близким решением является способ нанесения покрытий на основе хрома, включающий размещения подложки в реакторе, нагрев подложки и осаждение покрытия путем разложения металлоорганического соединения "Бархос" в потоке инертного газа (а. с. СССР SU 1453950 А1, опубликованное 30.06.1994)

Недостатком способа является невозможность получения покрытий с высокой адгезией на различных материалах с толщиной покрытия от 0,15 до 7 мкм без добавления в исходное МОС других химических соединений.

Техническим результатом является получение покрытий с требуемыми свойствами в потоке инертного газа без добавления химических соединений.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения хромокарбидных покрытий, включающем размещение подложки в реакторе, ее нагрев и осаждение покрытия путем разложения металлоорганического соединения "Бархос" в потоке инертного газа, осуществляют нагрев подложки до температуры 430-450°С и испарителя до температуры 320-340°С, устанавливают скорость потока инертного газа 0,010-0,013 л/мин, а процесс проводят при давлении в реакторе 1,33×10² Па.

Способ осуществляется следующим образом.

Подготовленную подложку помещают в реактор и герметично закрывают. Реактор продувают аргоном для исключения кислорода воздуха из объема реактора, присутствие которого окисляет подложку. При достижении температуры нагрева подложки 430-450°С и испарителя 320-340°С устанавливают скорость подачи газа от 0,010 до 0,013 л/мин и подают определенное количество МОС “Бархос” в испаритель, при этом давление в реакторе составляет 1,33×10² Па.

Покрытие, полученное предлагаемым способом, характеризуется горизонтально-слоистой структурой, высокой адгезии и требует меньших затрат на проведение процесса осаждения.

Повышение температуры нагрева подложки выше 450°С приводит к тому, что в структуре покрытия возрастают внутренние напряжения, приводящие к возможности отслаивания покрытия.

Уменьшение температуры нагрева подложки ниже 430°С приводит к образованию однородных осадков с большей шероховатостью, снижающих износостойкость покрытия.

Увеличение скорости подачи инертного газа приводит к образованию на поверхности подложки пироуглерода, ухудшающего полученное покрытие. Объясняется это тем, что пары МОС “Бархос” не успевают прореагировать в области температурного поля подложки и поступают дальше в объем реактора, где и происходит их разложение.

Уменьшение скорости подачи газа менее 0,010 л/мин с образованием пироуглерода на поверхности подложки объясняется тем, что прореагировавшие продукты реакции не успевают удаляться из температурного поля подложки и оседают на поверхности.

Повышение температуры испарителя выше 340°С приводит к начальному разложению МОС “Бархос” в зоне испарителя с образованием твердой фазы.

Уменьшение температуры испарителя ниже 320°С приводит к увеличению времени процесса осаждения.

Результаты реализации предложенного способа получения хромокарбидных покрытий приведены в таблице 1.

Таблица 1Свойства полученных покрытий
Способ	Температура испарителя, °С	Скорость подачи газа,л/мин	Давление в системе при осаждении,Па	Толщина покрытия, мкм	Микротвердость покрытия, МПа	Адгезионная прочность покрытия, МПа	Микроструктура покрытия	Примечание
Предлагаемый	220-240	0,010	1,33*102	15	15000	60	Однородная	На поверхности налет пироуглерода
	320-340	0,013	1,33*102	10	9800	50	Слоистая
	320-340	0,015	1,33*102	2-3	9000	45	Слоистая	На поверхности слой пироуглерода
Прототип	200		1,33*10-2	30	16000	75	Слоистая

Способ получения хромокарбидных покрытий, включающий размещение подложки в реакторе, ее нагрев и осаждение покрытия путем разложения металлоорганического соединения “Бархос” в потоке инертного газа, отличающийся тем, что осуществляют нагрев подложки до температуры 430-450°С и испарителя до температуры 320-340°С, устанавливают скорость потока инертного газа 0,010-0,013 л/мин, а процесс проводят при давлении в реакторе 1,33·10 Па.