코팅 기술과 신흥 표면 개질 기술의 종합 응용이 스테인리스강의 내마모성을 높이는 발전 방향이 될 것이라고 지적했다.
1, 소개
스테인리스강 밸브. 스테인리스강은 내식성이 뛰어납니다.
석유, 화공, 항공우주, 의약, 제지, 원자력, 해양공학, 장식공사에 광범위하게 적용된다. 그러나 스테인리스강의 경도는 일반적으로 낮고 (보통 200 ~ 250 HV) 내마모성이 떨어집니다.
표면에는 꽃 현상이 생기기 쉬우며 장식 제품의 미관에 영향을 줄 뿐만 아니라 표면에 약간의 스크래치가 있을 때 부식성 마이크로배터리를 형성하여 제품의 내식성을 떨어뜨린다.
제품의 조기 폐기를 초래하다. 스테인리스강의 유연성, 낮은 표면 강도 및 높은 마찰 계수로 인해 스테인리스강 기반 전동축, 메쉬 조립품 또는 운동 부품은 종종 물거나 접착됩니다. 스테인리스강의 내마모성을 높이기 위해
많은 학자들은 스테인리스강 표면에 무전 도금을 통해 스테인리스강 표면에 내마모 코팅을 쌓는 등 스테인리스강 표면에 다양한 처리와 강화 연구를 진행했다.
제품의 표면 경도를 높여 제품의 내식성을 보장할 수 있다. 이 글은 코팅 기술과 표면 개조성이 스테인리스강 표면의 내마모성을 높이는 데 있어서의 기술적 한계와 장점을 간략하게 논술하였다.
스테인리스강의 내마모성을 높이는 발전 방향을 전망했다.
2, 스테인레스 스틸 표면 코팅 기술
2. 1, 무전 해 도금
무전 해 도금은 A.Brenner 와 G.Riddell 이 1947 에서 제안한 비분말 니켈을 증착시키는 코팅 방법입니다.
이 방법은 추가 전원 공급 장치가 필요하지 않은 제어 가능한 산화 복원 반응 퇴적 금속을 사용하는 방법입니다. 도금에 비해 도금은 복잡한 부품 표면에 균일한 도금을 퇴적할 수 있다는 장점이 있습니다. 좋은 자기 윤활성;
두꺼운 코팅 격차가 적다 장비는 간단하고 조작하기 쉽습니다. 코팅은 특별한 기계적, 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있습니다. 단점은 도금 수명이 짧고, 폐수가 많고, 도금 속도가 느리고, 비용이 높다는 것이다.
스테인리스강 밸브. 무전 해 도금이 스테인리스강 표면의 내마모성을 높이는 주요 방법은 니켈 도금과 합금 도금이다. 니켈 도금 전에 스테인리스강 표면의 둔화막을 제거하기 위해 특별한 사전 처리가 필요하다.
스테인리스강과 코팅 사이의 부착력을 높이다. 스테인리스강 무전 해 니켈 도금에는 단일 층 무전 해 니켈 도금, 이중 무전 해 니켈 도금 및 산화 가죽이있는 스테인레스 스틸 단일 층 무전 해 니켈 도금이 포함됩니다.
고연 등은 3 16L 스테인리스강 베이스에서 잘 결속된 무전 해 도금 Ni _ 2ppnni _ 2w2p 합금 도금을 받았다. 제품의 원래 광택을 보장한다는 전제하에,
코팅된 경도는 기존의 스테인리스강 베이스에 비해 크게 높아져 스테인리스강 제품의 내마모성과 스크래치 저항성을 높이기 위한 효과적인 솔루션을 제공한다. 채일영, 범이병, 오
무전 해 도금 방법을 사용하여 420 스테인리스강 기판에도 ni 2 pNi2W2P 합금 도금이 성공적으로 퇴적되어 적절한 열처리 후 ni 2 w 2 p 의 성능이 Ni2P 보다 우수함을 발견했다.
합금 코팅은 높은 미세 경도 및 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 스크래치 실험에 따르면 스테인리스강 기체에 비해 합금 도금의 내마모성이 현저히 높아진 것으로 나타났다.
2.2, 물리적 기상 증착
물리적 기상 퇴적 기술은 증발이나 스퍼터링과 같은 물리적 형태를 사용하여 과녁 소스에서 재질을 제거합니다.
그런 다음 에너지를 운반하는 입자는 진공이나 반진공 공간을 통해 기저나 부품의 표면에 퇴적되어 막층을 형성합니다. 물리적 기상침착에는 진공 증발 (VE), 스퍼터링 코팅 (SIP) 및 이온 도금이 포함됩니다.
(IP)) 등등. 가열 증발원의 분류에 따라 진공 증발에는 저항 가열 증발, 전자빔 가열 증발, 유도 가열 증발 등이 포함됩니다.
스퍼터링 코팅에는 마그네트론 스퍼터링 증착, 이온빔 스퍼터링 코팅 등이 포함됩니다. 그 중 진공찜질은 초기 코팅 기술로 박막의 부착력이 낮아 아직 널리 활용되지 않고 있다. 음극 스퍼터링과 이온 도금을 통해 막을 얻는 것은 더 높은 결합력을 가지고 있지만,
응용 범위가 부단히 확대되다. 물리적 기상침착코팅의 실용적인 분야는 장식막, 장식내마모막, 내마모초경막, 감모 윤활막 등이다.
한수훈 등은 자기여과침착장치 (FCAP) 를 이용해 1Cr 18Ni9Ti 스테인리스강 표면에 퇴적한 TiN 코팅에 경도와 막기결합력이 높다. 1N 및 3N 의 하중 하에서
둘 다 마찰계수가 낮고 내마모성이 우수합니다.
2.3, 화학 기상 증착
화학기상침착 (CVD) 기술은 혼합가스가 고온에서 기판 표면과 상호 작용하여 혼합가스의 일부 성분을 분해하는 것을 말한다.
또한 라이닝에 금속이나 화합물을 형성하는 고체막이나 박막 코팅입니다. 그 특징은 다음과 같습니다.
(1) 코팅은 촘촘하고 균일하며 코팅의 밀도, 순도, 구조 및 결정립 크기를 잘 제어할 수 있습니다.
(2) 퇴적 온도가 높기 때문에 코팅과 기체의 결합 강도가 높다.
(3) 퇴적물은 대기압 또는 대기압 이하로 수행 될 수있다.
(4) 일반적으로 퇴적층은 기둥 결정 구조를 가지고 있으며 구부리기에 내성이 없습니다.
, 호, 등가 1Cr 18Ni9Ti 오스테 나이트 스테인리스강은 이온 질화-플라즈마 강화 화학 기상 증착 주석 복합 처리를 수행했습니다.
복합 처리 층의 미세 구조 및 특성을 연구 하였다. 그 결과 복합 처리층은 뛰어난 막베이스 결합 강도를 가지고 있으며 내마모성이 스테인리스강 베이스보다 현저히 높아진 것으로 나타났다. 야마우치 등은 AISI304 에 있다
다이아몬드 모양의 탄소막이 오스테 나이트 계 스테인리스강 표면에 증착되었다. 이 공정은 무선 주파수 (13 156 MHz) 플라즈마를 사용하여 화학 기상 증착 공정을 향상시킵니다.
부식 환경에서의 비교 실험에 따르면 박막 샘플과 기체의 마찰계수는 각각 약 0. 1 0.5 로 전자의 마모량이 후자보다 현저히 낮은 것으로 나타났다.
2.4, 열 분사
열 스프레이는 일부 열원을 사용하여 코팅 재질을 용융 또는 반용융 상태로 가열하고, 화염 흐름과 고속 가스를 통해 안개를 만들고, 이러한 안개 입자를 기체 표면으로 밀어 넣는 것입니다.
어떤 기능을 가진 코팅으로 퇴적되다. 열 스프레이는 가공소재 표면에 내마모, 내식성, 내고온의 코팅을 제공합니다. 코팅 재료와 기판 사이에는 일반적으로 세 가지 결합 방법이 있습니다.
기계적 결합, 물리적 결합 및 야금 결합. 저압 플라즈마 스프레이, 고에너지 고속 플라즈마 스프레이 및 고속 화염 스프레이 기술이 등장하면서 코팅 성능이 더욱 향상되었습니다. 다공성은 0.5% ~1%로 떨어질 수 있습니다.
코팅과 베이스의 결합 강도는 70 ~ 140 MPa 에 달할 수 있습니다.
판계강 등은 각각 초음속 화염 스프레이 (HVOF) 기술과 플라즈마 스프레이 (ASP) 기술을 사용하여 0Cr 13Ni5Mo 스테인리스강 베이스에 철계 비정질 합금 코팅과 철계 비정질 나노 결정 코팅을 준비했다.
실온에서 두 코팅의 마찰 및 마모 특성을 연구했습니다. 그 결과, 두 가지 스프레이 공정으로 제작된 철계 코팅은 미세한 경도와 구멍 틈새가 높고 조직이 촘촘하며 전형적인 층 구조를 가지고 있는 것으로 나타났다.
코팅의 내마모성을 높였습니다.
2.5, 전기 도금
스테인리스강의 부드러움, 내마모성, 마찰계수의 높은 약점을 보완하기 위해 스테인리스강 전동축과 같은 부속품의 표면 경도와 자체 윤활 성능을 높이기 위해 전기 도금이 자주 사용됩니다. 스테인리스강은 표면이 쉽게 둔화되는 금속이다.
도금하기 전에 표면의 패시베이션 막을 제거해야 한다. 탈지, 함침, 활성화, 사전 니켈 도금 및 도금을 거쳐 스테인리스강에서 크롬, 아연, 구리, 주석, 귀금속 등의 도금을 얻을 수 있습니다.
주기적인 역도금법을 이용하여 스테인리스강 터빈 기체 재료에 희토 크롬을 도금하다. 코팅 두께는 약 0.3mm 로 금속 기체상과 희토염 알갱이 2 상으로 구성되어 있습니다.
경도는 900 ~ 1000 HV 까지 가능하며, 코팅의 내마모성은 모재의 25 ~ 28 배, 제품의 작동 수명은 오리지널 스테인리스강 부품보다 2 ~ 6 배 길다.
3, 스테인레스 스틸 표면 개질
3. 1, 이온 주입
이온 주입은 가속 분리를 이용하는 고에너지 이온빔으로 재료 표면에 작용하여 일정한 두께의 주입층을 만들어 재료의 표면 특성을 변화시킨다. 구체적인 방법은 가공소재 (금속 합금 세라믹 등) 를 넣는 것입니다. ) 을 참조하십시오
이온 주입기의 진공 과녁실에 놓고,
원하는 요소의 이온을 가속화하고, 초점을 맞추고, 가공소재 표면에 주입합니다. 이온 주입은 과포화 고용체, 안정상, 무정형, 균형상태 합금 등 다양한 구조를 얻을 수 있어 가공소재의 작업 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
장점은 다음과 같습니다.
(1) 용액 및 확산 계수의 영향을 받지 않고 모든 요소를 주사할 수 있습니다.
(2) 요소 주입량을 정확하게 제어하여 넓은 면적과 국부 표면 변형을 실현할 수 있습니다.
(3) 진공 상태에서 공작물 표면은 산화되지 않는다.
(4) 공작물 크기에 거의 영향을 주지 않고 두 개 이상의 서로 다른 성능을 가진 복합 코팅을 얻을 수 있습니다.
(5) 자기 분석기를 사용하면 순수한 이온빔 흐름을 얻을 수 있습니다.
(6) 이온 주입의 직진도와 작은 측면 팽창은 미세 가공에 적합하다.
(7) 고속 이온은 박막을 통해 금속 기체를 주입하여 박막과 기체의 인터페이스에 합금층을 형성할 수 있다.
박막과 베이스의 결합력을 강화하여 방사선 강화 합금화와 이온빔 보조 강화 결합을 실현하다.