Полимерные покрытия

Получают их различными путями (осаждения из взвешенных порошков, суспензий, растворов, распыления, прикатки ленты, пленок и др.) нанося на подготовленную поверхность детали, последующей обработкой для улучшения адгезии и монолитизации слоя.

Полимерные покрытия повышают коррозионную стойкость, износостойкость, антифрикционность, диэлектрические, электроизолирующие, декоративные, оптические свойства металлов и сплавов.

Порошковые полимерные покрытия являются особенно эффективной заменой в последнее время традиционным лакокрасочным покрытиям ввиду явных преимуществ (коэффициент использования материалов 97…98 %, взамен 85%, однослойность при толщине 120…250 мкм взамен четырех-, восьмислойности, экологичность, меньшая трудоемкость и стоимость, меньшая пористость и в 2…6 раз большая долговечность). В целом полимерные покрытия из порошковых красок на 30% экономичнее традиционных красок и в 2…4 раза гальванических.

В машиностроении, радиопромышленности, строительстве порошковые полимерные покрытия эффективны для защиты металлов и неметаллов (электроприборы, трубы, кузова и кабины автомобилей и т.п.) от коррозии.

Основными технологиями нанесения полимерных покрытий из порошковых материалов являются следующие.

1) Переведенные во взвешенное состояние вихревым, вибрационным, вибровихревым, механическим, электростатическим, комбинированным способами порошки полиолефинов, поливинилбутираля, пенопласта, полиамидов, фторопласта и др. осаждаются на поверхность предварительно нагретой выше температуры плавления полимера деталь, оплавляются и дополнительно термообрабатываются для монолитизации слоя.

2) Полимерные частицы вводят в газовый поток и напыляют в оплавленном состоянии на деталь (пламенный, плазменный способы) или оплавляют осажденные на деталь частицы полимера (струйный, электростатический способы).

3) Нанесение порошка полимера на деталь с помощью сит, центробежных сил (на внутренние поверхности) или прокатка по слою порошка с последующей его монолитизацией.

4) Покрытия толщиной до 100 мкм получают из растворов, суспензий, паст окунанием, поливом, распылением.

5) Тонкие (до 10 мкм) покрытия получают из разбавленных растворов или из газовой фазы (адсорбированием молекул мономера на поверхности и их полимеризацией потоками электронов, ионов либо термическим разложением (пиролизом) полимеров концентрированными потоками энергии (электронно-лучевым, ионным, лазерным и т.п.)

В Беларуси ведущими в области нанесения полимерных покрытий являются ученые Института механики металлополимерных систем НАН Беларуси, БелГУТа и ГТУ.

Вакуумные покрытия

Наносят их в вакууме в результате образования газовой фазы (генерация паров, летучих продуктов), переноса атомов и частиц газовой фазы на покрываемую поверхность, взаимодействия газовой фазы с поверхностью и образования покрытия.

Покрытия формируются из распыленных или испаренных частиц.

Различают: резистивное испарение (газовая фаза образуется в результате нагрева при пропускании электрического тока через резистивный элемент или испаряемое вещество); электронно-лучевое испарение; лазерное испарение; электродуговое испарение; индукционное испарение.

Распыление возможно ионно-лучевым, ионно-плазменным, плазменным способами.

Вакуумный метод позволяет получать широкий спектр покрытий для повышения защитных свойств металлов и сплавов (из кадмия, алюминия, цинка, титана и др.), износостойкости (из нитридов, карбидов, алмазоподобные покрытия и др.), антифрикционных свойств (покрытия меди, кадмия, оксидов и др.), получать покрытия на полимерных материалах.

В течении 1…2 часов получают покрытия от нескольких мкм до 40 мкм.

Углеродистые алмазоподобные покрытия обладают уникальными свойствами (высокими твердостью, теплопроводностью, износостойкостью и низким коэффициентом трения) и формируются термическими или плазмохимическими методами с использованием различных вакуумных установок (например, УВ-НИПА-1-001).

Перспективными являются реактивные способы нанесения покрытия из химических соединений (нитридов, карбидов металлов) для упрочнения режущего инструмента (толщина покрытий до 10…12 мкм).

Весьма продуктивно в направлении создания вакуумных покрытий в Беларуси работают коллективы ученых ФТИ, ОИМ, НПО порошковой металлургии НАН Беларуси, БГУИР, ГТУ, БГУ, БелГУТ.

В заключение следует отметить, что в данном кратком обзоре приведена лишь краткая информация по наиболее перспективным современным способам нанесения покрытий, активно разрабатываемым учеными Республики Беларусь.