Çeliğin titanyum nitrür ile kaplanması. Toz teknolojisi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Zamanımızdaki malzemeleri kapsamak için çok çeşitli farklı teknolojiler kullanılmaktadır. Vakum kaplama teknolojileri, elektron-proton radyasyonu, yüksek sıcaklıkta füzyon ve daha birçokları vardır.

Çeliği titanyum nitrürle kaplama

Modern dünyada "yaldızlı" dekoratif süs eşyaları ve ürünler giderek daha popüler hale geliyor. Endüstride bu, aletlerin ve parçaların titanyum nitrür ile sertleştirilmesidir (püskürtülmesi). Bu kimyasal element, hem dış dekoratif bir görünüme hem de değerli operasyonel niteliklere sahiptir - yüksek sertlik, direnç ve kimyasal eylemsizlik. Endüstride titanyum nitrür kaplama yapılır:

1. Vakum biriktirme yöntemi. Çeşitli şekillerde uygulanır - iyon biriktirme, bir plazma fazı yoğunlaştırma sistemi ve magnetron kurulumlarında püskürtme: PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) veya FOP teknolojisi.
2. Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi: CVD (Kimyasal Buhar Biriktirme) veya CVD teknolojisi.
3. Mikrodalga plazma meşalelerinde plazma püskürtme.
4. SHS teknolojisi (kendinden yayılan yüksek sıcaklık sentezi).

Çeliğin titanyum nitrür ile kaplama yöntemleriyle kaplanması kaliteli sonuçlar verir, ancak endüstriyel işletmelerde teknik olarak karmaşık kurulumlar (vakum, buhar-gaz) gerektirir. Ayrıca özel ekipman, malzeme ve endüstriyel gazlar (örneğin nitrojen) gerektirir. Ayrıca, elektrokaplama atölyelerinde zehirli atıklar oluşur.

Plazma kurulumları. İşlem

Plazma tipi kurulumlarda titanyum nitrür kaplama, hazır toz hammaddeler (toz halinde titanyum nitrür) kullanılarak elektro-plazma püskürtücüler tarafından gerçekleştirilir. Püskürtme için plazmatronlar nispeten basittir, işlem orada vakumsuz ve özel bir gazlı ortam olmadan gerçekleştirilir. Ancak titanyum nitrürün oksijen ile oksidasyonunu az altmak için, bir plazma oluşturmak için argon kullanılır. İnert özelliklere sahiptir. Mikrodalga plazma meşalesinde azot kullanılır. Bu toz kaplama teknolojisi, özel işletmeler gibi küçük donanımlı odalarda kullanılabilir.

Plazma püskürtme yönteminin dezavantajları

Plazma tipi kurulumlarda titanyum nitrür kaplama teknolojisi aşağıdaki dezavantajlara sahiptir:

• zayıf yapışma. Kaplamanın yapışma gücü PVD veya CVD yöntemlerine göre daha düşüktür, püskürtme çökelme eğilimindedir;
• yüzeyi kaplayan film kesinlikle düzensiz;
• Böyle kalitesiz bir filmin dekoratif özellikleri;
• Belirli bir süre boyunca püskürtme birkaç kez yapılabilir, bu nedenle ürün aşınmaya eğilimlidir.

Açıkçası, titanyum nitrür kaplama küçük, yetersiz donanımlı odalarda yapılırsa, sonucun önemli dezavantajları olur. Bu kaplama sadece dekoratif amaçlı kullanılmaktadır. Örneğin hediyelik eşya, mobilya aksesuarı, takı vb. ürünlerin üretiminde bu kalite gereklidir.

Yangın teknolojisi

Yüksek sıcaklık sentezinde titanyum nitrür, bitmiş ürünün ısıtılması kullanılarak kapalı reaktörlerde kaplanır. Bu tür kurulumlarda kaplama temiz ve homojen bir şekilde elde edilir. Mukavemet, sertlik ve refrakterlik açısından bilinen kompozit malzemeleri geride bırakır.

Reaktörün yüksek sıcaklıklara ısıtılması, ekzotermik işlemler nedeniyle gerçekleşir. Birkaç kimyasal elementin reaksiyonu sonucunda bir parça oluşur. Sıcaklık 4000 dereceye ulaşır. Bu şekilde mükemmel saf nitrür, titanyum diborit, silikon ve alüminyum ve bitmiş kaplamalara sahip diğer malzemeleri elde edebilirsiniz. Yüksek sıcaklıkta toz sentezi varyantlarında titanyum nitrür ile kaplama işlemi ek olarak gerçekleştirilebilir. Yeni SHS reaktörlerinde, herhangi bir malzemenin olağandışı ve zarif bir şekilde dekoratif olduğu ortaya çıkıyor.

Titanyum nitrür kaplı malzemelerin avantajları

Bunlar şunları içerir:

• mekanik hasara karşı önemli direnç;
• çeşitli kaplama renkleri;
• fonksiyonel dayanıklılık;
• Yenilikçi üretimin sürdürülebilirliği;
• kolaylık ve kullanım kolaylığı;
• kilise kubbelerinin süslenmesinden (yaldızlanması) hediyelik eşya üretimine kadar birçok üretim alanında kullanılmaktadır.

Üretimde titanyum nitrür kaplamanın maliyetinin, altın kaplamanın gerekli olduğu diğer endüstrilere göre çok daha düşük olduğu söylenebilir. Örneğin, "yaldızlı" paslanmaz çelik sacın bir metrekaresi yaklaşık 2,5 bin rubleye mal olacak. TiN kaplama kararmaz ve malzemeyi paslanmaya karşı korur. Titanyum nitrür kabuğun hizmet ömrü çok daha uzundur. Bu bağlantı 800 derece sıcaklığa dayanıklıdır.

Sonuç

Yapılan kapsamın birçok özelliği vardır. Nitrür kaplama, entegre devrelerin imalatında kullanılır çünkü bu malzeme hem iletken hem de yalıtkandır. Püskürtme yüzeye farklı bir çiçek verir, ürünler daha dekoratiftir. Altın, bordo, yeşil ve mavinin yanı sıra gümüş ve kıpkırmızı rengidir. Hepsi stabildir, solmaz veya akmaz.