Напыление алюминия в домашних условиях

Технология напыления металлов: основные способы металлизации изделий

Производство металлических изделий модернизируется по мере развития передовых технологий.

Металл в большей степени подвержен воздействию влаги, поэтому для обеспечения высокого срока эксплуатации и придания деталям, рабочим механизмам и поверхностям требуемых свойств, в современной промышленности широко используют напыление металлов.

Технология порошковой обработки заключается в нанесении на базовую металлическую основу защитного слоя, обеспечивающего высокие антикоррозийные характеристики напыляемых изделий.

Задачи и варианты напыления

Металлическая поверхность после порошковой обработки приобретает важные защитные свойства. В зависимости от назначения и области применения, металлическим деталям придают огнеупорные, антикоррозийные, износостойкие характеристики.

Основная цель напыления базовой основы из металла – обеспечить продолжительный эксплуатационный ресурс деталей и механизмов в результате воздействия вибрационных процессов, высоких температур, знакопеременных нагрузок, влияния агрессивных сред.

Процессы напыления металлов выполняют несколькими способами:

• Вакуумная обработка – материал при сильном нагревании в вакуумной среде преобразуется в пар, который в процессе конденсации осаживается на обрабатываемой поверхности.
• Плазменное или газоплазменное напыление металла – в основу метода обработки положено использование электродуги, образующейся между парой электродов с нагнетанием инертного газа и ионизацией.
• Газодинамический способ обработки – защитное покрытие образуется при контакте и взаимодействии микрочастиц холодного металла, скорость которых увеличена ультразвуковой струей газа, с подложкой.
• Напыление лазерным лучом – генерация процесса происходит с использованием оптико-квантового оборудования. Локальное лазерное излучение позволяет проводить обработку сложных деталей.
• Магнетронное напыление – выполняется при воздействии катодного распыления в плазменной среде для нанесения на поверхность тонких пленок. В технологии магнетронных способов обработки используются магнетроны.
• Защита металлических поверхностей ионно-плазменным способом – основана на распылении материалов в вакуумной среде с образованием конденсата и осаждением его на обрабатываемой основе. Вакуумный метод не дает металлам нагреваться и деформироваться.

Технологический метод напыления деталей, механизмов, поверхностей из металла подбирают, в зависимости от характеристик, которые нужно придать напыляемой основе. Поскольку метод объемного легирования экономически затратный, в промышленных масштабах широко используют передовые технологии лазерной, плазменной, вакуумной металлизации.

Напыление в магнетронных установках

Металлизация поверхностей по технологии магнетронного напыления основана на расплавлении металла, из которого выполнена мишень магнетрона. Обработка происходит в процессе ударного действия ионами рабочей газовой среды, сформированными в плазме разряда. Особенности использования магнетронных установок:

• Основными элементами рабочей системы являются катод, анод, магнитная среда, которая способствует локализации плазменной струи у поверхности распыляемой мишени.
• Действие магнитной системы активизирует использование магнитов постоянного поля (самарий-кобальт, неодим), установленных на основании из магнитомягких материалов.
• При подаче напряжения от источника электропитания на катод ионной установки происходит распыление мишени, причем силу тока нужно поддерживать на стабильно высоком уровне.
• Магнетронный процесс основан на использовании рабочей среды, которой выступает соединение инертных и реакционных газов высокой чистоты, подающихся в камеру вакуумного оборудования под давлением.

Преимущества магнетронного напыления позволяют применять данную технологию обработки для получения тонких пленок металлов. Например, алюминиевые, медные, золотые, серебряные изделия. Происходит формирование пленок полупроводников – кремний, германий, карбид кремния, арсенид галлия, а также образование покрытий диэлектриков.

Главное достоинство магнетронного метода – высокая скорость распыления мишени, осаждения частиц, точность воспроизведения химического состава, отсутствие перегрева обрабатываемой детали, равномерность нанесенного покрытия.

Использование при напылении магнетронного оборудования дает возможность обрабатывать металлы и полупроводники с высокой скоростью осаждения частиц, создавать на напыляемой поверхности тонкие пленки с плотной кристаллической структурой, высокими адгезивными свойствами. К основному перечню работ по магнетронной металлизации относятся хромирование, никелирование, реактивное напыление оксидов, карбо- и оксинитридов, сверхскоростная наплавка меди.

Технология ионно-плазменной наплавки

Чтобы получать многомикронные покрытия на изделиях из металла, широко используют метод ионно-плазменного напыления. Он основан на использовании вакуумной среды и физико-химических свойств материалов испаряться и распыляться в безвоздушном пространстве.

Технологически сложный процесс позволяет решать важные технические задачи по металлизации изделий благодаря использованию установки ионно-плазменного напыления:

• Увеличение параметров износоустойчивости, исключение спекания при эксплуатации изделий в условиях высоких температур.
• Повышение коррозийной устойчивости металлов при эксплуатации в агрессивных водных, химических средах.
• Придание электромагнитных свойств и характеристик, эксплуатация в границах инфракрасного и оптического диапазона.
• Получение высококачественных гальванических покрытий, придание изделиям декоративно-защитных свойств, обработки деталей и механизмов, используемых в разных отраслях промышленности.

Процесс ионно-плазменного напыления базируется на использовании вакуумной среды.

После поджига катода формируются пятна первого и второго уровня, которые перемещаются с высокой скоростью и образуют плазменную струю в ионном слое.

Полученная в результате эродирования катодов струя проходит через вакуумную среду и вступает во взаимодействие с конденсируемыми поверхностями, осаживаясь плотнокристаллическим покрытием.

С помощью ионно-плазменного напыления на металл удается придавать требуемые свойства конструктивно сложным изделиям нестандартной геометрической формы. После обработки металлическую поверхность не требуется покрывать финишным слоем.

Особенности плазменной металлизации

Наряду с ионно-плазменным напылением и магнетронными способами обработки металлов применяют еще один метод – плазменная металлизация. задача технологии – защита изделий от окислительных процессов в агрессивных средах, повышение эксплуатационных качеств, упрочнение обрабатываемой поверхности, усиление сопротивляемости механическим нагрузкам.

Плазменное напыление алюминия и других металлов основано на высокоскоростном разгоне металлического порошка в потоке плазмы с осаждением микрочастиц в виде покрывающего слоя.

Особенности и преимущества технологии плазменного напыления на металл:

• Высокотемпературный метод нанесения защитного слоя на обрабатываемую поверхность (порядка 5000-6000 °C) происходит за доли секунд.
• Используя методы регулирования газового состава, можно получать комбинированное насыщение металлической поверхности атомами порошковых покрытий.
• Благодаря равномерности потока плазменной струи удается получать одинаково пористое, качественное покрытие. Конечная продукция превосходит результаты традиционных способов металлизации.
• Длительность процесса напыления невысока, что помогает достичь стопроцентной экономической эффективности использования плазменного оборудования в разных производственных масштабах.

Основные компоненты рабочей установки – высокочастотный генератор, камера герметизации, резервуар газовой среды, насосная установка для подачи давления, система управления.

Использовать технологию плазменного напыления на металл допускается в домашних условиях при наличии необходимого оборудования с вакуумной камерой – воздействие кислорода приводит к окислению горячих металлических поверхностей и мишени.

На видео: восстановление деталей напылением.

Процесс лазерной обработки

Наплавка металлов лазерным методом позволяет восстанавливать детали и механизмы потоками света, генерируемыми от оптико-квантового оборудования. Вакуумное напыление лазером является одним из наиболее перспективных методов получения наноструктурированных пленок. В основу процесса положено распыление мишени световым лучом с последующим осаждением частиц на подложке.

Преимущества технологии: простота реализации металлизации, равномерное испарение химических элементов, получение пленочных покрытий с заданным стехиометрическим составом. Благодаря узкой направленности лазерного потока в месте его сосредоточения удается получить наплавку изделия любыми металлами.

Механизмы формирования жидкокапельных фаз:

• Крупные капли частиц расплавленной мишени образуются путем воздействия гидродинамического механизма. При этом диаметр крупных капель варьируется в диапазоне 1-100 мкм.
• Капли среднего размера формируются вследствие процессов объемного парообразования. Размер капель колеблется в диапазоне 0,01-1 мкм.
• При воздействии на мишень коротких и частых импульсов лазерного луча в эрозийном факеле образуются частицы мишени небольшой величины – 40-60 нм.

Если в лазерной установке при наплавке металлов на мишень одновременно действуют все три механизма рабочего процесса (гидродинамика, парообразование, высокочастотный импульс), приобретение изделием требуемых характеристик зависит от величины влияния конкретного механизма наплавки.

Одно из условий качественной лазерной обработки – воздействие на мишень таким режимом облучения, чтобы на выходе получить лазерные факелы с наименьшим включением жидкокапельных частиц.

Оборудование для холодного напыления

Существует два варианта защиты металлов от негативного воздействия внешних и рабочих факторов – легирование и напыление с вакуумным оборудованием. То есть, в сплав добавляют атомы химических элементов, придающих изделиям требуемые характеристики, или наносят на базовую поверхность защитное покрытие.

Чаще всего в отрасли металлизации используют технологию нанесения гальванических покрытий, применяют методы погружения деталей в расплав, задействуют в процессах обработки вакуумную среду, пользуются магнетронным оборудованием.

Иногда используют детонационно-газовое напыление, которое разгоняет частицы до невероятных скоростей. Широко применяют плазмотроны, электродуговую металлизацию, газопламенную обработку, ионное напыление.

Задачи промышленности диктуют свои условия, и перед инженерами возникла необходимость создать недорогое, простое в обращении оборудование, для которого можно использовать свойства нагретого сжатого воздуха.

Появилось понятие порошковой металлизации с добавлением в металлический порошок мелкодисперсионной керамики либо частиц твердого металла. Используется для работы с алюминием, никелем, медью.

Результат экспериментов превзошел ожидания, позволив решить следующие задачи:

• Нагревание сжатого воздуха в камере приводит к повышению давления, что вызывает увеличение скорости вытекания наплава из сопла в установках.
• При наборе металлическими частицами в газовой среде высокой скорости они ударяются о подложку, размягчаются и прикипают к ней. А керамические частицы уплотняют образовавшийся слой.
• Использование порошковой технологии подходит для металлизации пластичных металлов – медь, алюминий, никель, цинк. После напыления изделия можно поддавать механической обработке.

Благодаря успешной работе инженеров удалось создать переносной аппарат, позволяющий выполнять металлизацию покрытий на всех промышленных предприятиях и в домашних условиях. Требования для успешной работы оборудования – наличие компрессорной установки (или воздушной сети) с давлением сжатого воздуха в пять-шесть атмосфер и электропитание.

В таблице ниже приведены данные для хромирования алюминия в домашних условиях. Перед нанесением гальванического покрытия требуется «положить» на деталь промежуточный металлический слой, а потом выполнять напыление алюминия.

Таблица 1. Хромирование алюминия

Использование передового оборудования для металлизации изделий позволяет решить технические вопросы, связанные с повышением антикоррозийных, прочностных, эксплуатационных характеристик, а также приданием машинам, деталям и механизмам требуемых свойств для работы в сложных эксплуатационных условиях.

Процесс напыления и рабочие установки (24 фото)

Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/obrabotka-metallicheskih-predmetov/napylenie-metallov.html

Как покрыть медью металл в домашних условиях?

Для того чтобы подготовить металлический предмет к дальнейшей обработке, его нужно покрыть медью — такой процесс называют гальваностегией.

Принцип его действия заключается в осаждении на поверхность обрабатываемой детали из другого металла, который растворен подходящим средством.

Из данной статьи вы узнаете, как покрыть медью металл в домашних условиях, чтобы реализовать все последующие свои задумки с заготовкой.

Для чего это нужно?

Технология гальваностегии включает в себя создание раствора и образование различных электродов. Во время этого процесса медные ионы, которые растворены в электролите, притягиваются минусовым полюсом обрабатываемой детали на свою поверхностную точку.

Гальваностегия металлических деталей в промышленности применяется не только как завершающий обрабатывающий процесс. Она может применяться для того, чтобы подготовить детали к последующей операции (к примеру, хромированию, никелированию, серебрению каких-либо предметов).

В домашних условиях чаще всего проводится химическое меднение деталей. Также стоит заметить, что есть множество способов проведения такой процедуры, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Сферы использования гальваностегии

Покрывать медью металл в домашних условиях в последнее время стало очень полезно. Чаще всего к такой процедуре подходят в следующих целях:

• В декоративных. Например, таким способом состаривают различные детали для того, чтобы придать винтажный вид.
• В гальванопластике. Очень часто наносят медный слой на сувениры, ювелирные украшения.
• В отрасли техники. Это связано с низкой стоимостью омеднения.
• Для нанесения защитно-декоративной прослойки того или иного изделия.
• Для того чтобы реставрировать или восстанавливать какие-либо детали.

Гальваностегия электролитным раствором

Таким способом можно покрыть медью сталь в домашних условиях, а также другие детали за исключением алюминия и цинка.

Для дальнейшей процедуры необходимо подготовить следующие материалы:

• Небольшие пластины из меди.
• Токопроводящая проволока (лучше запастись несколькими метрами).
• Источник тока, напряжение которого не должно быть более, чем 6 В.
• Реостат, чтобы регулировать ток.
• Амперметр.
• Электролит.

Важно! Последний компонент можно приобрести в специальном магазине, а можно и изготовить самостоятельно. Для этого нужно сделать раствор серной кислоты и дистиллированной воды при соотношении 2/100 мл. Нужный раствор получится, когда вы добавите к составу не больше 20 г медного купороса.

Суть работы заключается в следующем:

• Очистить обрабатываемую деталь наждачной бумагой — это нужно для того, чтобы снять оксидную пленку. Далее покрыть медью металл в домашних условиях будет не так трудно.
• Обезжирить металлическим предмет горячим раствором соды, промыть его чистой водой.
• В подходящую по объему емкость из стекла налить приготовленный электролит.
• Опустить в жидкость две пластины из меди на подготовленных токопроводящих проводках. Между двумя пластинками из меди подвешивается уже обезжиренная деталь на таком же проводке.

Важно! Проследите за тем, чтобы пластины из меди были полность погружены в электролит.

• Далее концы проводов от пластин из меди присоединяются к положительной клемме источника тока, а деталь — к отрицательной. Далее в созданную электросеть нужно подключить амперметр с реостатом. После того, как ток подключится к цепи, реостатом нужно установить его примерно 15 мА на 1 см площади детальной поверхности.
• Далее деталь выдерживается примерно 15-20 минут.
• По истечении времени нужно отключить электропитание и вытащить обрабатываемый металл из раствора.

В конечном итоге вы заметите, что смогли покрыть медью металл в домашних условиях, ведь он полностью покроется тонкой блестящей пленкой.

Важно! Толщина медного слоя будет зависеть от того, как долго была выдержана деталь в электролите.

Гальваностегия другим способом

Данный способ отлично подойдет для металлов-исключений, что были названы ранее — цинка и алюминия.

Алгоритм работы:

• Вооружиться многожильным проводом из меди, снять изоляцию с обоих его концов.
• Растеребить мягкий провод с одной стороны, получив имитированную кисточку. Привязать к этому концу предмет, похожий на рукоятку.
• Противоположную сторону провода необходимо соединить к плюсовой клемме источника электротока.

Важно! Напряжение должно быть не более, чем 6 В.

• Подготовить электролит описанным выше способом, вылить его в широкую тару — это нужно для удобства макания туда “кисточки”.
• Положить внутрь подготовленной емкости небольшую деталь из металла. Соединить ее, используя при этом провод, к отрицательной клемме токового источника также с напряжением 6 В.

Важно! Деталь должна быть предварительно очищена и обезжирена.

• Процесс покрытия алюминия медью в домашних условиях заключается в следующем: кистообразный конец провода нужно промакивать электролитным раствором и проводить им по поверхности обрабатываемого металлического предмета, не касаясь его. Дальше — отрицательно заряженный металл притянет к себе медные ионы и ее поверхность приобретет медную пленку.

Важно! Следите за тем, чтобы между концом растеребленной проволоки и металла был маленький слой электролитного раствора (и катод, и анод обязательно должны быть смочены этим раствором).

• После того, как деталь приобретет нужный цвет, ее нужно тщательно высушить, после чего натереть до блеска.

материал

Покрыть тонкой медной пленкой можно практически каждую металлическую деталь, при этом она будет отлично защищена от нежелательных внешних факторов. О том, как покрыть медью металл самостоятельно, условиях вы узнали из данной статьи, и теперь сможете все сделать как положено.

Источник: https://serviceyard.net/sovetyi/kak-pokryit-medyu-metall-v-domashnih-usloviyah.html

Вакуумное напыление – лучшие методы, для качественного напыления. Применение вакуумно плазменного напыления и его преимущества перед ионно вакуумным напылением. Вакуумное напыление алюминия и отрасли, где оно применяется. Использование вакуумного напыления алюминия в домашних условиях. Вакуумное напыление металла при помощи установок вакуумного напыления УВН. Вакуумное ионно плазменное напыление

Навигация:

Современная сфера вакуумного оборудования для напыления полна различных установок, каждая из которых имеет свое предназначение. На самом деле, перечислить все виды вакуумного оборудования практически невозможно, так как их существует просто огромнейшее количество. Причем каждая из категорий имеет в себе еще и определенные подкатегории, которые также считаются вакуумным оборудованием.

На данном этапе большой популярностью пользуется процесс вакуумного напыления, который включает в себя огромное количество категорий.

По сути, вакуумное напыление – это дополнительное покрытие материала слоями металла, которые позволяют сделать его не только более прочным, а еще и более качественным.

Но не стоит забывать, что существуют и определенные моменты, на которые обязательно стоит обращать внимание при использовании метода вакуумного напыления:

• Первое – большое внимание стоит уделять специальному оборудованию, без которого произвести процесс напыления попросту невозможно. Это самое оборудование, может иметь самые разные характеристики, так как зависит все от того, какое именно устройство надо пользователю.
• Второе – данный момент заключается в том, каким образом производится выбор оборудования для произведения вакуумного напыления. При покупке подобных систем надо заранее обращать внимание на показатели их производительности и качества. Не менее важный момент заключается в стабильности, которая обязательно должна быть на высоком уровне.

Принцип работы вакуумного напыления не имеет в себе каких-то сложных моментов. Проделывается весь этот процесс при помощи давления вакуума, которая позволяет, производит напыление металла на различные покрытия. Существуют также и другие виды напыления, которые могут иметь не металлический состав, а какой-то другой. Но все-таки наиболее популярным является процесс напыления металла.

Что касается разнообразия вакуумных систем напыления, то можно отметить действительно огромный ассортимент подобных систем. Никому не секрет, что подобные установки пользуются большим спросом. Но в случае с установками вакуумного напыления. Перед пользователем встает действительно максимально огромный выбор.

Методы вакуумного напыления

Не менее важный аспект заключается в разнообразии методов вакуумного напыления, среди которых, каждый пользователь найдет для себя то, что подойдет именно ему.

Сейчас мы рассмотрим самые популярные методы вакуумного напыления:

• Ионно вакуумное напыление
• Вакуумно плазменное напыление
• Вакуумное напыление металлов
• Вакуумное напыление алюминия
• Вакуумное ионно плазменное напыление

Каждый из этих вариантов, лучше всего себя демонстрирует в какой-то определенной отрасли. Именно поэтому, надо заранее определиться с тем, в каком именно направлении вы собираетесь использовать вакуумное напыление, после чего уже выбирать себе какой-то из вышеперечисленных вариантов.

Вакуумно плазменное напыление

Тип вакуумно плазменного напыления на данном этапе чаще всего используется при создании поверхности различного оборудования. Данный метод напыления в этом плане демонстрирует действительно высокий уровень качества и не доставляет каких-либо дополнительных проблем.

Применив данный метод в своих задачах, пользователь в любом случае получает качественно обработанные механизмы, которые будут иметь по-настоящему качественное и надежное покрытие.

Сейчас мы рассмотрим те виды покрытий, с которыми работает вакуумно-плазменное напыление:

• Антизадирные покрытия
• Антифрикционные покрытия
• Коррозионно стойкие покрытия
• Электропроводные покрытия
• Износостойкие покрытия
• Термобарьерные покрытия
• Теплостойкие покрытия
• Электроизоляционные покрытия

Все вышеперечисленные варианты являются максимально качественными. Все их можно без каких-либо сомнений применять на разного рода производствах, где получать от них максимум пользы.

Ионно вакуумное напыление

Ионно вакуумное напыление, представляет собой действительно интересный принцип работы. Заключается его работа в налаживании сразу нескольких слоев на определенный материал. Причем каждый слой имеет совершенно разные свойства, что собственно и позволяет добиваться наибольшей эффективности.

Чаще всего в подобных процессах используют покрытия нитрида титана, так как именно этот метод гарантирует максимально высокий уровень качества. Не менее эффективным данный метод является в стоматологии, где в подобном напылении нуждаются зубные изделия, которыми в дальнейшем пользуются люди.

Еще одна отрасль применения ионно-вакуумного напыления – это машиностроение. В данной отрасли, роль этого метода не настолько велика. Но при желании, ионно вакуумное напыление также можно производить там огромное количество рабочих процессов.

Вакуумное напыление алюминия

Что касается вакуумного напыления алюминия, то – это совершенно другой метод, который к слову, на данном этапе является весьма популярным. Создание дополнительных слоев из алюминия на деталях, помогает защитить их от различного воздействия.

Кроме этого, материал становится еще и более стойким к влаге, холоду и тому подобным неблагоприятным условиям.

Хотя если судить по эффективности подобного оборудования, то в этом плане оно действительно находится на высоте.

Вакуумное напыление металлов

Так как процесс вакуумного напыления чаще всего производится на металлических изделиях, многие используют именно вакуумное напыление металлов. Отличия данного метода довольно велики, так как им нельзя воспользоваться, если речь будет идти о напылении пластмассы или же каких-то других изделий

Но если судить сугубо с отрасли металлов, то в этом плане процесс вакуумного напыления демонстрирует себя сугубо с положительной стороны. На данный момент огромное количество предприятий уже готово отдавать за установки вакуумного напыления металлов огромные деньги, лишь бы заполучить их к себе на производство.

Вакуумное ионно плазменное напыление

Вакуумное ионно-плазменное напыление – это самый сложный метод вакуумного напыления, который включает в себе огромное количество нюансов, которые стоит обязательно учитывать при использовании подобных методов. Одну из важнейших ролей играет ионно-плазменное излучение, при помощи которого удается производить процесс напыления.

Такой метод напыления на данный момент является неким новшеством, но при этом, показывает по-настоящему высокие показатели эффективности. Если же не придерживаться основных пунктов в инструкции, то в итоге можно попросту испортить материал, что приведет только к отрицательным последствиям.

Установка вакуумного напыления УВН

Но какой-бы метод вы не собирались использовать при вакуумном напылении, без наличия специального оборудования, сделать этого у вас явно не получится. Лучше всего при проведении подобных процессов использовать установки вакуумного напыления УВН, коих на современном рынке просто огромнейшее количество.

В ином же случае можно попросту потратить деньги на ветер, а в результате оказаться с той установкой, которая даже не будет подходить для решения ваших задач.

Источник: http://ex-pan.ru/vakuumnoe-napylenie/