Особенности плазменного напыления

Оправка, приспособление для крепления на металлорежущих станках обрабатываемых изделий  или режущих инструментов, имеющих  центральные отверстия.

                                    Химический состав                 

Химический элемент                                     %

Ванадий (V)                                        0.06-0.12

Кремний (Si)                                         0.20-0.40

Медь (Cu), не более                                   0.30

Молибден (Mo)                                          0.08-0.12

Марганец (Mn)                                          0.40-0.90

Никель (Ni), не более                                      0.30

Фосфор (P), не более                                   0.040

Хром (Cr)                                                         0.80-1.10

Сера (S), не более                                       0.040

Закалка 910 °С. Отпуск 640-680 °С.  

s_в        s_T         d₅              y        KCU

540  690  12  25  44

s_в - Предел кратковременной прочности , [МПа]

s_T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d₅ - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]

y - Относительное сужение , [ % ]

KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м2]

HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]

3)

Плазменное напыление  — процесс нанесения покрытия на поверхность изделия с помощью плазменной струи.

Сущность плазменного  напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и  в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. Плазменное напыление является одним из вариантов газотермического напыления.

Стадии

Плазменный процесс состоит из трех основных стадий:

генерация плазменной струи;

ввод распыляемого материала в плазменную струю, его  нагрев и ускорение;

взаимодействие  плазменной струи и расплавленных  частиц с основанием

Возможности

Плазменным напылением наносятся износостойкие, антифрикционные, жаростойкие, коррозионностойкие и другие покрытия.

Напыление с  помощью низкотемпературной плазмы позволяет:

наносить покрытия на листовые материалы, на конструкции  больших размеров, изделий сложной  формы;

покрывать изделия  из самых разнообразных материалов, включая материалы, не терпящие термообработки в печи (стекло, фарфор, дерево, ткань);

обеспечить равномерное  покрытие как на большой площади, так и на ограниченных участках больших  изделий;

значительно увеличить  размеры детали (восстановление и ремонт изношенных деталей). Этим методом можно наносить слои толщиной в несколько миллиметров;

легко механизировать и автоматизировать процесс напыления;

использовать  различные материалы: металлы, сплавы, окислы, карбиды, нитриды, бориды, пластмассы и их различные комбинации; наносить их в несколько слоев, получая покрытия со специальными характеристиками;

практически избежать деформации основы, на которую производится напыление;

обеспечить высокую  производительность нанесения покрытия при относительно небольшой трудоёмкости;

улучшить качество покрытий. Они получаются более равномерными, стабильными, высокой плотности  и с хорошим сцеплением с поверхностью детали.

Впервые твердосплавные пластины с покрытием из карбидов титана (TiC) появились на мировом рынке в 1969 г. К настоящему времени более 50% всех твердосплавных пластин, выпускаемых западными фирмами, имеют покрытия на основе таких соединений, как карбид титана TiC, нитрид титана TiN, оксид алюминия Al2O3 и др. В отечественной промышленности широкое применение нашли установки плазменного напыления типа «Булат», «УВМ», «Пуск», позволяющие наносить на инструмент одно- и многослойные покрытия.

5)

Органи́ческое стекло́ (оргстекло́), или полиметилметакрилат (ПММА) — синтетический полимер  метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик, продаваемый под торговыми марками плексиглас, лимакрил, перспекс, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и др., также известный под названием акриловое стекло, акрил, плекс.

История

Материал под  маркой Plexiglas создан в 1928 году, с 1933 года началось его промышленное производство фирмой «Röhm and Haas Company» (Дармштадт), в настоящее время Röhm GmbH. Появление органического стекла (в то время "плексиглас") в период между двумя мировыми войнами было востребовано бурным развитием авиации, непрерывным ростом скоростей полёта всех типов самолётов и появлением машин с закрытой кабиной пилота (экипажа). Необходимым элементом таких конструкций является фонарь кабины пилота. Для применения в авиации того времени органическое стекло обладало удачным сочетанием необходимых свойств: оптическая прозрачность, безосколочность, т. е. — безопасность для лётчика, водостойкость, нечувствительность к действию авиационного бензина и масел. В СССР отечественный плексиглас-оргстекло был синтезирован в 1936 году в НИИ Пластмасс. В годы Второй мировой войны органическое стекло широко применялось в конструкциях фонаря кабины, турелей оборонительного вооружения тяжелых самолетов, элементов остекления перископов подводных лодок.

В наши дни теплостойкие фторакрилатные органические стекла используются в качестве легких и надежных деталей остекления высокоскоростных самолетов ОКБ «МиГ» в сочетании с высокопрочными конструкциями из алюминиевых, титановых сплавов и сталей, — работоспособны при температурах эксплуатации 230—250 °C.

Тем не менее, полимеры только частично способны заменять термостойкие стёкла повышенной прочности — в  большинстве случаев они употребимы только в виде композитов. Развитие авиации подразумевает полёты в  верхних слоях атмосферы и гиперзвуковые скорости, высокие температуры и давление, когда органическое стекло вообще неприменимо. Примером тому могут служить летательные аппараты, сочетающие в себе качества космических кораблей и самолётов — «Спейс Шаттл» и «Буран».

Существуют органические альтернативы акриловому стеклу — прозрачные поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол.

Состав

Органическое  стекло полностью состоит из термопластичной  смолы.

Свойства

Эти органические материалы только формально именуются  стеклом, и относится к совершенно иному классу веществ, о чём говорит и само название, и чем в основном определяются ограничения свойств, и, как следствие того — возможностей применения несопоставимых со стеклом по многим параметрам; органические стекла способны приблизиться по свойствам к большинству видов неорганических стёкол только в композитных материалах, однако огнеупорными они уже никогда не будут; стойкость к агрессивным средам органических стёкол также определяется значительно более узким диапазоном.

Тем не менее, материал этот, когда его свойства дают очевидные преимущества (исключая специальные виды стёкол), используется как альтернатива силикатному стеклу. Различия в свойствах этих двух материалов следующие:

ПММА легче: его  плотность (1190 кг/м³) приблизительно в два раза меньше плотности обычного стекла;

ПММА более  мягок чем обычное стекло и  чувствителен к царапинам (этот недостаток исправляется нанесением стойких к  царапинам покрытий);

ПММА может  быть легко деформирован при температурах выше 100 °C; при охлаждении в воде приданная форма сохраняется;

ПММА легко  поддаётся механической обработке  обычным металлорежущим инструментом;

ПММА лучше, чем  неспециальные, разработанные с  этой целью виды стёкол, пропускает ультрафиолетовое и рентгеновское  излучения, отражая при этом инфракрасное; светопропускание оргстекла несколько ниже (92—93 % против 99 % у лучших сортов силикатного);

ПММА не устойчив к действию спиртов, ацетона и  бензола.

Существует два  типа оргстекла — литьевое и экструзионное.

Оргстекло (акриловое  стекло, полиметилметакрилат (ПММА)) — продукт полимеризации метилметакрилата.

Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ-защитными, теплостойкими и др. Тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.

Получение оргстекла

Оргстекло получают двумя способами: экструзией и литьем. Сам способ производства накладывает  ряд ограничений и определяет некоторые свойства пластика. Экструзионное  оргстекло — от англ. exstrusion, от нем. Extrudiert — получают методом непрерывной экструзии расплавленной массы гранулированного ПММА через щелевую головку с последующим охлаждением и резкой по заданным размерам. Блочное (в России утвердился термин «литьевое» — от англ. cast) — получают методом заливки мономера ММА между двумя плоскими стеклами с дальнейшей его полимеризацией до твердого состояния.

Особенности экструзионного оргстекла по сравнению с литым  оргстеклом ряд возможных толщин листов меньше, что определяется возможностью экструдера, возможная длина листов больше, разнотолщинность листов в партии меньше (допуск по толщине 5 % вместо 30 % у литого акрила), меньшая ударостойкость, меньшая химическая стойкость, большая чувствительность к концентрации напряжений, лучшая способность к склеиванию, меньший и более низкий диапазон температур при термоформовке (примерно 150-170 °C вместо 150-190 °C), меньшее усилие при формовке, большая усадка при нагреве (6 % вместо 2 % у литого акрила).

Основные преимущества оргстекла: высокая светопропускаемость — 92 %, которая не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла при одинаковой толщине оргстекло весит почти в 2,5 раза меньше, чем стекло, поэтому конструкция не требует дополнительных опор, что создает иллюзию открытого пространства устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов, поэтому может использоваться для остекления яхт, производства аквариумов экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов возможность придавать разнообразные формы при помощи термоформования, без нарушения оптических свойств, с прекрасной деталировкой механическая обработка осуществляется с такой же легкостью, как и обработка дерева устойчивость во внешней среде, морозостойкость пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают пожелтения и деградации акрилового стекла устойчивость в химических средах электроизоляционные свойства подлежит утилизации

Недостатки оргстекла  склонность к поверхностным повреждениям (твердость 180—190 Н/мм2) технологические  трудности при термо- и вакуумформовании изделий — появление внутренних напряжений в местах сгиба при формовке, что ведет к последующему появлению микротрещин легковоспламеняющийся материал (t воспламенения 260 град.)

Стойкость к  химическим воздействиям На оргстекло  воздействуют разбавленные фтористоводородные и цианистоводородные кислоты, а также концентрированные серная, азотная и хромовая кислоты. Растворителями оргстекла являются хлорированные углеводороды (дихлорэтан, хлороформ), альдегиды, кетоны и сложные эфиры. На оргстекло также воздействуют спирты: метиловый, бутиловый, этиловый, пропиловый. При непродолжительном воздействии 10 % этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует. 

Хранение и  транспортировка оргстекла

1. Стекло органическое  экструзионное транспортируют автомобильным и железнодорожным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с Правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. 2. Допускается транспортировать оргстекло в открытых транспортных средствах, покрытым водонепроницаемым материалом. 3. Стекло органическое экструзионное должно храниться в закрытых складах при температуре от 5 до 35 °C при относительной влажности воздуха не выше 65 %. 4. При хранении и транспортировке сложенные вместе листы оргстекла лучше переложить листами бумаги, чтобы не допустить механических повреждений. 5. Не допускается транспортирование и хранение стекла органического экструзионного с химическими продуктами.