Recubrimiento de acero con nitruro de titanio. Tecnología de polvo

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Para cubrir los materiales en nuestro tiempo, se utiliza toda una gama de tecnologías diferentes. Existen tecnologías de revestimiento al vacío, radiación de electrones y protones, fusión a alta temperatura y muchas otras.

Acero revestido con nitruro de titanio

En el mundo moderno, los adornos y productos decorativos "dorados" son cada vez más populares. En la industria, esto es el endurecimiento (pulverización) de herramientas y piezas con nitruro de titanio. Este elemento químico tiene tanto una apariencia decorativa externa como valiosas cualidades operativas: alta dureza, resistencia e inercia química. En la industria, el recubrimiento de nitruro de titanio se lleva a cabo:

1. Método de deposición al vacío. Se implementa de varias maneras: deposición de iones, un sistema de condensación de fase de plasma y pulverización catódica en instalaciones de magnetrón: PVD (deposición física de vapor) o tecnología FOP.
2. Método de deposición química de vapor: CVD (deposición química de vapor) o tecnología CVD.
3. Rociado de plasma en antorchas de plasma de microondas.
4. Tecnología SHS (síntesis de alta temperatura autopropagante).

El recubrimiento del acero con nitruro de titanio por métodos de deposición da buenos resultados de calidad, pero requiere instalaciones técnicamente complejas (vacío, vapor-gas) en empresas industriales. Además, requiere equipos, materiales y gases industriales específicos (por ejemplo, nitrógeno). Además, en los talleres de galvanoplastia se generan residuos tóxicos.

Instalaciones de plasma. Proceso

En las instalaciones de tipo plasma, el recubrimiento de nitruro de titanio se realiza mediante pulverizadores de electroplasma que utilizan materias primas en polvo listas para usar (nitruro de titanio en forma de polvo). Los plasmatrons para rociar son relativamente simples, el proceso se lleva a cabo allí sin vacío y en un ambiente gaseoso especial. Pero para reducir la oxidación del nitruro de titanio por el oxígeno, se usa argón para formar un plasma. Tiene propiedades inertes. El nitrógeno se utiliza en la antorcha de plasma de microondas. Esta tecnología de recubrimiento en polvo se puede utilizar en salas pequeñas equipadas, como negocios privados.

Desventajas del método de pulverización de plasma

En instalaciones de tipo plasma, la tecnología de recubrimiento de nitruro de titanio tiene las siguientes desventajas:

• adhesión débil. La fuerza de adhesión del recubrimiento es inferior a los métodos PVD o CVD, la pulverización tiende a asentarse;
• la película que cubre la superficie es estrictamente irregular;
• propiedades decorativas de una película de mala calidad;
• la pulverización catódica durante un cierto período de tiempo se puede hacer varias veces, por lo que el producto es propenso a desgastarse.

Obviamente, si el recubrimiento de nitruro de titanio se lleva a cabo en habitaciones pequeñas y mal equipadas, el resultado tiene importantes inconvenientes. Este revestimiento se utiliza únicamente con fines decorativos. Por ejemplo, esta cualidad se requiere en la producción de productos de recuerdo, accesorios para muebles, joyería, etc.

Tecnología contra incendios

En la síntesis a alta temperatura, el nitruro de titanio se recubre en reactores cerrados mediante el calentamiento del producto terminado. En tales instalaciones, el revestimiento se obtiene limpio y uniforme. Supera a los materiales compuestos conocidos en resistencia, dureza y refractariedad.

El calentamiento del reactor a altas temperaturas ocurre debido a procesos exotérmicos. Como resultado de la reacción de varios elementos químicos, se forma una pieza. La temperatura alcanza los 4000 grados. De esta forma se pueden obtener excelentes nitruros puros, diborita de titanio, silicio y aluminio y otros materiales con recubrimientos acabados. El proceso de recubrimiento con nitruro de titanio en las variantes de síntesis de polvo a alta temperatura se puede realizar adicionalmente. En los nuevos reactores SHS, cualquier material resulta inusual y exquisitamente decorativo.

Ventajas de los materiales recubiertos con nitruro de titanio

Estos incluyen:

• resistencia significativa al daño mecánico;
• variedad de colores de recubrimiento;
• durabilidad funcional;
• sostenibilidad de la producción innovadora;
• conveniencia y facilidad de uso;
• se utiliza en muchas áreas de producción, desde la decoración (dorado) de cúpulas de iglesias hasta la producción de souvenirs.

Se puede argumentar que el costo del recubrimiento de nitruro de titanio en la producción es mucho más bajo que en otras industrias donde se requiere el recubrimiento de oro. Por ejemplo, un metro cuadrado de chapa de acero inoxidable con "dorado" costará aproximadamente 2,5 mil rublos. El revestimiento de TiN no se empaña y protege el material de la oxidación. La vida útil de la carcasa de nitruro de titanio es mucho más larga. Esta conexión es resistente a temperaturas de 800 grados.

Conclusión

La cobertura que se está realizando tiene muchas características. El recubrimiento de nitruro se utiliza en la fabricación de circuitos integrados porque este material es tanto conductor como aislante. La pulverización le da a la superficie una flor diferente, los productos son más decorativos. Es del color dorado, burdeos, verde y azul, así como plateado y carmesí. Todos ellos son estables, no se desvanecen ni se lavan.