Покрытие. Классификация и основные схемы

Покрытие — искусственно сформированный на поверхности изделия или конструкции слой, отличающийся от материала основы по составу и физико-химическим свойствам.

По характеру расположения на поверхности покрытия подразделяются на наслоенные и диффузионные (или внедренные).

Наслоенное покрытие — покрытие, сформированное на внешней поверхности изделия или конструкции, имеющее четкую границу раздела с основной.

Диффузионное покрытие — покрытие, сформированное за счет внедрения в материал основы без существенного изменения начальных размеров изделия.

Возможны покрытия, имеющие промежуточный характер (диффузионно-наслоенные).

Существующие методы нанесения покрытий делятся на следующие основные группы: химическое осаждение, электрохимическое осаждение, газотермическое напыление, вакуумное напыление, диффузионное насыщение.

Химическое осаждение — получение покрытий из водных растворов солей, основанное на реакциях восстановления.

Электрохимическое осаждение — получение покрытий на металлах из растворов или расплавов электролитов под действием электрического тока.

Газотермическое напыление — получение покрытия из частиц дисперсного материала, нагретых и ускоренных с помощью высокотемпературной газовой струи.

Вакуумное напыление — получение покрытия из парогазовой фазы с использованием контролируемых процессов испарения, синтеза, конденсации и сорбции вещества покрытия в виде отдельных атомов и молекул в вакууме.

Диффузионное насыщение — получение покрытия путем легирования металлами и неметаллами поверхностного слоя основного материала при нагревании в среде, содержащей образующие покрытие элементы. (См. также ГОСТ 9.008—82.)

Классификация методов получения покрытий может быть основана на различиях агрегатного и физического состояния наносимого вещества.

Получение покрытий из парогазовой фазы

Физические методы напыления покрытий испарением в вакууме:

• термическое испарение нагревом прямым прохождением тока, радиационным, индукционным нагревом;
• прямое электронно-лучевое испарение;
• катодное распыление;
• высокочастотное распыление;
• магнетронное распыление;
• ионно-лучевое распыление;
• реактивное испарение и распыление;
• ионное осаждение.

Химические (газофазные) методы напыления покрытий испарением:

• пиролиз летучих соединений металлов и неметаллов;
• восстановление летучих соединений водородсодержащими веществами или парами металлов;
• гидролиз газообразных галогенидов водяным паром или водяным газом;
• реакции диспропорционирования;
• высокотемпературное прямое окисление кислородом газообразных галогенидов или металлоорганических бескислородных соединений.

Диффузионное насыщение сорбцией паров и газов (контактные и неконтактные способы).

Получение покрытий из растворов и тонких суспензий

Электрохимическое осаждение:

• осаждение покрытий из металлов и сплавов из растворов солей;
• получение комбинированных электрохимических покрытий (КЭП) из тонких суспензий;
• электрохимическое оксидирование.

Химическое осаждение:

• нанесение металлов на металлы восстановлением и контактно-обменным отложением;
• нанесение металлов на неметаллы;
• нанесение неметаллов на металлы (оксидирование, фосфатирование, хроматирование, метод растворной керамики);
• нанесение металлов на неметаллы (гидролиз металлоорганических соединений, метод растворной керамики).

Нанесение твердо-жидких веществ (шликеров, пульп, грубых суспензий, наст):

• окунание, облив, пульверизация, электрораспыление, электрофорез, торкретирование, обмазка (все с последующей термообработкой).

Получение покрытий из расплавов и полурасплавов

Эмалирование

Капельное напыление:

• газотермическое напыление (электродуговая металлизация, газопламенное, плазменное и детонационное напыление);
• лазерное напыление;
• распыление взрывающихся проволочек. Погружение в расплав:
• погружение в расплавы металлов (цинкование, алюминирование);
• погружение в расплавы солей;
• остеклование.

Получение покрытий из твердых веществ и их аэросмесей

Диффузионное насыщение (химико-термическая обработка)

Плакирование при совместной деформации материалов основы и покрытия.

Припекание, вжигание. Нанесение в кипящем слое.

Втирание под давлением (ротапринтный метод).

Волченко В.Н. "Сварка и свариваемые материалы", т.2.