Jonų plazminis azotavimas kaip vienas iš šiuolaikinių medžiagų paviršiaus grūdinimo būdų. Jonų-plazmos azotinimo tipas Jonų-plazmos azotinimo įrenginys

20.01.2008

Jonų-plazmos azotavimas (IPA) – Tai savotiškas mašinų dalių, įrankių, štampavimo ir liejimo įrangos cheminis-terminis apdorojimas, užtikrinantis plieno (ketaus) paviršiaus sluoksnio difuzinį prisotinimą azotu arba azotu ir anglimi azoto-vandenilio plazmoje esant 450 laipsnių temperatūrai. 600 °C, taip pat titano ar titano lydinių 800-950 °C temperatūroje azoto plazmoje.

Jonų plazmos azotinimo esmė yra ta, kad azoto turinčioje dujų terpėje, išleidžiamoje iki 200-000 Pa tarp katodo, ant kurio yra ruošiniai, ir anodo, kurio vaidmenį atlieka vakuuminės kameros sienelės. , sužadinama nenormali švytėjimo iškrova, suformuojant aktyvią terpę (jonus, atomus, sužadintas molekules). Tai užtikrina nitriduoto sluoksnio susidarymą gaminio paviršiuje, susidedantį iš išorinės nitrido zonos su difuzine zona, esančia po ja.

Keičiant sočiųjų dujų sudėtį, slėgį, temperatūrą, laikymo laiką, galima gauti reikiamos fazės sudėties tam tikros struktūros sluoksnius, užtikrinančius griežtai reguliuojamas plieno, ketaus, titano ar jo lydinių savybes. Sukietėjusio paviršiaus savybių optimizavimą užtikrina būtinas nitrido ir difuzijos sluoksnių derinys, įaugantis į pagrindinę medžiagą. Priklausomai nuo cheminės sudėties, nitrido sluoksnis yra y-fazės (Fe4N) arba e-fazės (Fe2-3N). E-nitrido sluoksnis yra atsparus korozijai, o y sluoksnis yra atsparus dilimui, bet gana lankstus.

Tuo pačiu metu, naudojant jonų plazmos azotavimą, galima gauti:

difuzinis sluoksnis su išvystyta nitridų zona, užtikrinanti aukštą atsparumą korozijai ir besitrinančių paviršių įbėgimą - susidėvinčioms dalims

difuzinis sluoksnis be nitridinės zonos - skirtas pjovimo, štampavimo įrankiams ar dalims, veikiančioms po aukštas slėgis su kintamomis apkrovomis.

Jonų plazmos azotavimas gali pagerinti šias produktų savybes:

atsparumas dilimui

nuovargio ištvermė

ekstremalios slėgio savybės

karščiui atsparus

Atsparumas korozijai

Pagrindinis metodo pranašumas yra stabili apdorojimo kokybė su minimaliu savybių sklaida nuo detalės iki detalės, narvas prie narvelio. Lyginant su plačiai naudojamais plieno dalių kietinimo cheminio-terminio apdorojimo metodais, tokiais kaip karbonizavimas, karbonitridavimas, cianidavimas, dujų nitridavimas, jonų plazmos azotinimo metodas turi šiuos pagrindinius privalumus:

didesnis azotuotų dalių paviršiaus kietumas

po apdorojimo nėra dalių deformacijos

ištvermės ribos padidėjimas didėjant apdirbamų dalių atsparumui dilimui

žemesnė proceso temperatūra, todėl ruošinių struktūriniai pokyčiai nepasikeičia

Galimybė apdirbti žaliuzes ir kiaurymes

nitriduoto sluoksnio kietumo išsaugojimas pakaitinus iki 600 - 650 °C

galimybė gauti tam tikros kompozicijos sluoksnius

galimybė apdoroti neriboto dydžio bet kokios formos gaminius

jokios taršos aplinką

gerinant gamybos kultūrą

kelis kartus sumažinant apdorojimo išlaidas

Jonų plazmos azotinimo pranašumai pasireiškia reikšmingu pagrindinių gamybos sąnaudų sumažėjimu. Pavyzdžiui, palyginti su dujų azotavimu, IPA suteikia:

apdorojimo trukmės sutrumpinimas nuo 2 iki 5 kartų, tiek sutrumpinant įkrovos įkaitinimo – aušinimo laiką, tiek sutrumpinant izoterminio poveikio laiką

darbinių dujų suvartojimo sumažinimas (20–100 kartų)

elektros energijos suvartojimo sumažinimas (1,5 - 3 kartus)

pakankamai sumažinta deformacija, kad būtų pašalintas galutinis šlifavimas

sanitarinių ir higieninių gamybos sąlygų gerinimas

visiškas technologijos atitikimas visiems šiuolaikiniams aplinkos apsaugos reikalavimams

Palyginti su grūdinimu, apdorojimas jonų plazmos azotinimu leidžia:

neįtraukti deformacijų

padidinti azotuoto paviršiaus tarnavimo laiką (2-5 kartus)

Naudojant jonų plazmos azotavimą, o ne karbonizavimą, nitrokarburizavimą, dujinį ar skystąjį azotavimą, masinį ar aukšto dažnio grūdinimą, galima:

taupyti kapitalinę įrangą ir gamybos plotą

sumažinti mašinos išlaidas, transporto išlaidas

sumažinti elektros energijos, aktyvių dujinių terpių sąnaudas.

Pagrindiniai jonų-plazminio azotavimo įrangos vartotojai yra automobilių, traktorių, orlaivių, laivų statybos, laivų remonto, mašinų/staklių gamyklos, žemės ūkio technikos gamybos įrenginiai, siurblinės ir kompresorių įranga, krumpliaračiai, guoliai, aliuminio profiliai, elektrinės ...

Jonų plazmos azotavimo metodas yra viena dinamiškiausiai besivystančių cheminio-terminio apdorojimo sričių pramoninėse šalyse. IPA metodas buvo plačiai pritaikytas automobilių pramonėje. Jį sėkmingai naudoja pasaulyje pirmaujančios automobilių / variklių gamybos įmonės: Daimler Chrysler (Mercedes), Audi, Volkswagen, Voith, Volvo.
Pavyzdžiui, šiuo metodu apdorojami šie produktai:

purkštukai skirti automobiliai, automatinės pavaros laikiklio plokštės, štampai, perforatoriai, štampai, formos (Daimler Chrysler)

įpurškimo sistemos spyruoklės (Opel)

alkūniniai velenai (Audi)

skirstomieji velenai (Volkswagen)

kompresorių alkūniniai velenai (Atlas, JAV ir Wabco, Vokietija)

pavaros BMW (Handl, Vokietija)

autobuso pavaros (Voith)

presavimo įrankių grūdinimas aliuminio gaminių gamyboje (Nughovens, Scandex, John Davis ir kt.)

Yra teigiama pramoninio naudojimo patirtis šis metodas NVS šalys: Baltarusija - MZKT, MAZ, BelAZ; Rusija - AvtoVAZ, KamAZ, MMPP Salyut, Ufa variklių statybos asociacija (UMPO).
IPA metodas apdoroja:

krumpliaračiai (MZKT)

pavaros ir kitos dalys (MAZ)

didelio (daugiau nei 800 mm) skersmens krumpliaračiai (BelAZ)

įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai (AvtoVAZ)

alkūniniai velenai (KamAZ)

Kaip rodo pasaulinė jonų-plazmos azotavimo technologijos taikymo patirtis, jos diegimo ekonominis efektas užtikrinamas daugiausia mažinant elektros, darbinių dujų suvartojimą, mažinant darbo jėgos intensyvumą gaminant gaminius dėl ženkliai sumažėjusios gamybos apimties. šlifavimo darbai ir gaminių kokybės gerinimas.

Kalbant apie pjovimo ir štampavimo įrankius, ekonominis efektas pasiekiamas sumažinus jų sunaudojimą, nes jo atsparumas dilimui padidėja 4 ar daugiau kartų, tuo pačiu metu padidėjus pjovimo sąlygoms.

Kai kuriems produktams jonų plazminis azotavimas yra vienintelis būdas gauti gatavą produktą su minimaliu atliekų procentiniu kiekiu.

Be to, IPA procesas užtikrina visišką aplinkos apsaugą.

Gamyboje gali būti naudojamas joninis plazminis azotavimas, o ne skystas arba dujinis azotavimas, karbiavimas, nitrokarburizavimas, aukšto dažnio grūdinimas.

Metalo savybės gali būti pagerintos keičiant jo cheminę sudėtį. Pavyzdys yra plieno azotavimas – santykinai nauja technologija paviršinio sluoksnio prisotinimas azotu, kuris pramoniniu mastu pradėtas naudoti maždaug prieš šimtmetį. Nagrinėjama technologija buvo pasiūlyta tam, kad pagerintų kai kurias gaminių iš plieno savybes. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti, kaip plienas yra prisotintas azoto.

Azotavimo paskyrimas

Daugelis žmonių lygina karbiuravimą ir azotavimą, nes abu yra skirti žymiai padidinti dalies našumą. Azoto įpurškimo technologija turi keletą pranašumų, palyginti su karbiuravimu, tarp kurių nereikia didinti ruošinio temperatūros iki verčių, kurioms esant vyksta atominės gardelės pritvirtinimas. Taip pat pažymima, kad azoto panaudojimo technologija praktiškai nekeičia linijinių ruošinių matmenų, dėl kurių jį galima naudoti po apdailos. Daugelyje gamybos linijų dalys, kurios buvo grūdintos ir sumaltos, yra azotuotos, beveik paruoštos gamybai, tačiau kai kurias savybes reikia patobulinti.

Azotavimo tikslas yra susijęs su pagrindinių eksploatacinių charakteristikų pasikeitimu kaitinant dalį aplinkoje, kuriai būdinga didelė amoniako koncentracija. Dėl tokio poveikio paviršinis sluoksnis prisotinamas azotu, o dalis įgauna šias eksploatacines savybes:

1. Paviršiaus atsparumas dilimui žymiai padidėja dėl padidėjusio kietumo indekso.
2. Pagerina metalinės konstrukcijos ištvermės ir atsparumo augimui nuovargio vertę.
3. Daugelyje pramonės šakų nitridavimas yra susijęs su būtinybe suteikti antikorozinį atsparumą, kuris palaikomas sąlytyje su vandeniu, garais ar oru, kuriame yra daug drėgmės.

Aukščiau pateikta informacija lemia, kad azotavimo rezultatai yra svarbesni nei karbonizavimo. Proceso privalumai ir trūkumai labai priklauso nuo pasirinktos technologijos. Daugeliu atvejų perkeliamos eksploatacinės savybės išlaikomos net ir ruošinį įkaitinus iki 600 laipsnių Celsijaus, cementuojant paviršinis sluoksnis įkaitinus iki 225 laipsnių Celsijaus praranda kietumą ir stiprumą.

Azotavimo proceso technologija

Daugeliu atžvilgių plieno azotinimo procesas yra pranašesnis už kitus metodus, susijusius su metalo cheminės sudėties keitimu. Plieninių dalių azotavimo technologija pasižymi šiomis savybėmis:

1. Daugeliu atvejų procedūra atliekama maždaug 600 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Dalis dedama į sandarią geležinę mufelinę krosnį, kuri dedama į krosnį.
2. Atsižvelgiant į azotavimo būdus, reikia atsižvelgti į temperatūrą ir laikymo laiką. Skirtingiems plienams šie rodikliai labai skirsis. Be to, pasirinkimas priklauso nuo to, kokį našumą reikia pasiekti.
3. Amoniakas tiekiamas iš cilindro į sukurtą metalinį indą. Aukšta temperatūra sukelia amoniako skilimą, išskiriant azoto molekules.
4. Azoto molekulės prasiskverbia į metalą dėl difuzijos proceso. Dėl šios priežasties paviršiuje aktyviai susidaro nitridai, kuriems būdingas padidėjęs atsparumas mechaniniam poveikiui.
5. Cheminio-terminio poveikio procedūra šiuo atveju nenumato staigaus aušinimo. Paprastai azotavimo krosnis aušinama kartu su amoniako srautu ir dalimi, kad paviršius nesioksiduotų. Todėl nagrinėjama technologija tinka jau baigtų detalių savybėms keisti.

Klasikinis reikalingo produkto gavimo su azotavimu procesas apima kelis etapus:

1. Paruošiamasis terminis apdorojimas, kurį sudaro grūdinimas ir grūdinimas. Dėl atominės gardelės pertvarkymo tam tikru režimu struktūra tampa klampesnė, padidėja stiprumas. Aušinimas gali vykti vandenyje arba aliejuje, kitoje terpėje – viskas priklauso nuo to, kiek turi būti kokybiškas produktas.
2. Toliau atliekamas apdirbimas, norint gauti norimą formą ir dydį.
3. Kai kuriais atvejais reikia apsaugoti tam tikras gaminio dalis. Apsauga atliekama dengiant skystą stiklą arba skardą maždaug 0,015 mm storio sluoksniu. Dėl to ant paviršiaus susidaro apsauginė plėvelė.
4. Plieno azotavimas atliekamas vienu iš tinkamiausių būdų.
5. Vyksta apdailos apdirbimo darbai, nuimamas apsauginis sluoksnis.

Gautas sluoksnis po nitridavimo, kurį vaizduoja nitridas, yra nuo 0,3 iki 0,6 mm, todėl nereikia kietinimo procedūros. Kaip minėta anksčiau, azotavimas atliekamas palyginti neseniai, tačiau paviršinio metalo sluoksnio transformavimo procesas jau buvo beveik visiškai ištirtas, o tai leido žymiai padidinti naudojamos technologijos efektyvumą.

Azotuoti metalai ir lydiniai

Prieš atliekant aptariamą procedūrą metalams taikomi tam tikri reikalavimai. Paprastai dėmesys kreipiamas į anglies koncentraciją. Azotavimui tinkamų plienų rūšys yra labai įvairios, pagrindinė sąlyga – anglies santykis 0,3-0,5%. Geriausi rezultatai pasiekiamas naudojant legiruotus lydinius, nes papildomos priemaišos prisideda prie papildomų kietųjų nitritų susidarymo. Cheminio metalo apdorojimo pavyzdys yra lydinių, kuriuose yra priemaišų aliuminio, chromo ir kt., paviršiaus sluoksnio prisotinimas. Nagrinėjami lydiniai paprastai vadinami nitralo lydiniais.

Azoto įvedimas atliekamas naudojant šias plieno rūšis:

1. Jei eksploatacijos metu detalei daromas didelis mechaninis poveikis, pasirenkamas 38X2MYUA prekės ženklas. Jame yra aliuminio, dėl kurio sumažėja atsparumas deformacijai.
2. Staklių pramonėje plačiausiai naudojami 40X ir 40XFA plienai.
3. Gaminant velenus, kurie dažnai patiria lenkimo apkrovas, naudojami 38KhGM ir 30KhZM klasės.
4. Jei gaminant reikia pasiekti aukštą linijinių matmenų tikslumą, pavyzdžiui, kuriant kuro agregatų dalis, tada naudojamas 30KhZMF1 plienas. Siekiant žymiai padidinti paviršiaus stiprumą ir jo kietumą, preliminariai atliekamas legiravimas titnagu.

Renkantis tinkamiausią plieno rūšį, svarbiausia stebėti būklę, susijusią su anglies procentine dalimi, taip pat atsižvelgti į priemaišų koncentraciją, kuri taip pat turi didelę įtaką metalo eksploatacinėms savybėms.

Pagrindiniai azotavimo tipai

Yra keletas technologijų, kuriomis atliekamas plieno azotavimas. Kaip pavyzdį paimkime šį sąrašą:

1. Amoniako-propano aplinka. Dujų azotavimas šiandien yra labai paplitęs. Šiuo atveju mišinį sudaro amoniako ir propano derinys, kurių santykis yra 1: 1. Kaip rodo praktika, naudojant tokią terpę dujinis azotavimas reikalauja kaitinti iki 570 laipsnių Celsijaus ir palaikyti. 3 valandos. Gautas nitridų sluoksnis pasižymi nedideliu storiu, tačiau tuo pačiu atsparumas dilimui ir kietumas yra daug didesnis nei naudojant klasikines technologijas. Plieninių detalių azotavimas šiuo atveju leidžia padidinti metalo paviršiaus kietumą iki 600-1100 HV.
2. Švytėjimo iškrova yra metodas, kuris taip pat apima azoto turinčios aplinkos naudojimą. Jo ypatumas slypi nitriduotų dalių prijungime prie katodo, mufelis veikia kaip teigiamas krūvis. Sujungus katodą galima kelis kartus pagreitinti procesą.
3. Skysta terpė naudojama kiek rečiau, tačiau pasižymi ir dideliu efektyvumu. Pavyzdys yra technologija, kuri apima išlydyto cianido sluoksnio naudojimą. Šildymas atliekamas iki 600 laipsnių temperatūros, ekspozicijos laikotarpis yra nuo 30 minučių iki 3 valandų.

Pramonėje labiausiai paplitusi dujinė terpė, nes galima vienu metu apdoroti didelę partiją.

Katalizinis dujų azotavimas

Šio tipo cheminis apdorojimas apima specialios atmosferos sukūrimą orkaitėje. Išsiskyręs amoniakas iš anksto apdorojamas specialiu kataliziniu elementu, kuris žymiai padidina jonizuotų radikalų kiekį. Technologijos ypatybės yra šios:

1. Preliminarus amoniako paruošimas leidžia padidinti kieto tirpalo difuzijos dalį, o tai sumažina reakcijos cheminių procesų dalį veikliajai medžiagai pereinant iš aplinkos į geležį.
2. Numato naudoti specialią įrangą, kuri suteikia daugiausiai palankiomis sąlygomis cheminis apdorojimas.

Šis metodas taikomas jau kelis dešimtmečius, leidžia keisti ne tik metalų, bet ir titano lydinių savybes. Didelės įrangos įrengimo ir aplinkos paruošimo sąnaudos lemia technologijos pritaikomumą norint gauti svarbias dalis, kurios turi turėti tikslius matmenis ir padidinti atsparumą dilimui.

Azotuotų metalinių paviršių savybės

Gana svarbus yra klausimas, koks azotuoto sluoksnio kietumas pasiekiamas. Vertinant kietumą, atsižvelgiama į apdorojamo plieno tipą:

1. Anglies plieno kietumas gali būti 200–250 HV.
2. Legiruoti lydiniai po azotinimo įgyja 600-800HV kietumą.
3. Nitralo lydiniai, kuriuose yra aliuminio, chromo ir kitų metalų, gali pasiekti iki 1200HV kietumą.

Keičiasi ir kitos plieno savybės. Pavyzdžiui, padidėja plieno atsparumas korozijai, todėl jis gali būti naudojamas agresyvioje aplinkoje. Pats azoto įvedimo procesas nesukelia defektų, nes kaitinama iki temperatūros, kuri nekeičia atominės gardelės.

O pramoniniu būdu išvystyta produkcija šiandien teikia pirmenybę cheminiam-terminiam apdorojimui, ypač jonų plazminiam azotavimui (toliau – IPA), kuris ekonominiu požiūriu palankiai palyginamas su šiluminėmis technologijomis. Šiandien IPA aktyviai naudojama mašinų, laivų ir staklių gamybos, žemės ūkio ir remonto pramonėje, energetikos pramonės įrenginių gamyboje. Tarp įmonių, kurios aktyviai naudoja jonų-plazmos azotavimo technologiją, yra tokie dideli vardai kaip Vokietijos koncernas Daimler Chrysler, automobilių milžinas BMW, Švedijos Volvo, Baltarusijos ratinių traktorių gamykla, KamAZ ir BelAZ. Be to, IPA pranašumą įvertino presavimo įrankių gamintojai: Skandex, Nughovens.

Proceso technologija

Jonų plazminis azotavimas, naudojamas darbo įrankiams, mašinų dalims, štampavimo ir liejimo įrangai, užtikrina gaminio paviršinio sluoksnio prisotinimą azotu arba azoto-anglies mišiniu (priklausomai nuo ruošinio medžiagos). IPA gamyklos veikia retokoje atmosferoje esant slėgiui iki 1000 Pa. Į kamerą, veikiančią katodo-anodo sistemos principu, tiekiamas azoto-vandenilio mišinys, skirtas ketaus ir įvairių plienų apdirbimui, arba grynas azotas kaip darbinės dujos dirbant su titanu ir jo lydiniais. Ruošinys tarnauja kaip katodas, o kameros sienelės – kaip anodas. Nenormaliai švytinčio krūvio sužadinimas inicijuoja plazmos ir dėl to aktyvios terpės susidarymą, į kurią įeina įkrauti jonai, atomai ir darbinio mišinio molekulės, kurios yra sužadintos. Žemas slėgis užtikrina vienodą ir pilną ruošinio padengimą švytėjimu. Plazmos temperatūra svyruoja nuo 400 iki 950 laipsnių, priklausomai nuo darbinių dujų.

Jonų plazmos azotavimui reikia 2-3 kartus mažiau elektros energijos, o apdoroto produkto paviršiaus kokybė leidžia visiškai pašalinti apdailos šlifavimo etapą

Paviršiuje susidariusi plėvelė susideda iš dviejų sluoksnių: apatinio difuzinio sluoksnio ir viršutinio nitrido sluoksnio. Modifikuoto paviršinio sluoksnio kokybė ir ekonominis efektyvumas Visas procesas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant darbinių dujų sudėtį, temperatūrą ir proceso trukmę.

Stabilios temperatūros užtikrinimas priklauso nuo šilumos mainų procesų, vykstančių tiesiai IPA kameroje. Siekiant sumažinti medžiagų apykaitos procesų su kameros sienelėmis intensyvumą, naudojami specialūs nelaidžiai šilumos skydai. Jie leidžia žymiai sutaupyti energijos sąnaudas. Proceso temperatūra kartu su trukme turi įtakos nitridų įsiskverbimo gyliui, todėl kietumo rodiklių gylio pasiskirstymo grafike pasikeičia. Žemesnė nei 500 laipsnių temperatūra yra pati optimaliausia šaltai apdoroto legiruotojo plieno ir martensitinių medžiagų azotavimui, nes našumas padidėja nekeičiant šerdies kietumo ir terminio vidinės struktūros sunaikinimo.
Aktyvios terpės sudėtis įtakoja galutinį nitrido zonos kietumą ir dydį bei priklauso nuo ruošinio sudėties.

Jonų-plazmos azotinimo taikymo rezultatai

Jonų plazminis azotavimas leidžia padidinti atsparumo dilimui rodiklius, tuo pačiu sumažinant polinkį nuo nuovargio pažeisti metalinę konstrukciją. Reikiamų paviršiaus savybių gavimą lemia difuzijos ir nitrido sluoksnių gylio ir sudėties santykis. Nitrido sluoksnis, remiantis chemine sudėtimi, paprastai skirstomas į dvi apibrėžiančias fazes: „gama“ su dideliu Fe4N junginių procentu ir „upsilon“ su Fe2N Fe3N. -fazė pasižymi mažu paviršinio sluoksnio plastiškumu ir dideliu atsparumu įvairių tipų korozijai, ε-fazė suteikia santykinai plastišką dilimui atsparią dangą.

Kalbant apie difuzinį sluoksnį, gretima išsivysčiusi nitridų zona sumažina tarpkristalinės korozijos tikimybę, todėl šiurkštumo laipsnis yra pakankamas aktyviai trinčiai. Detalės su tokiu sluoksnių santykiu sėkmingai naudojamos susidėvėjimo mechanizmuose. Nitrido sluoksnio pašalinimas leidžia išvengti sunaikinimo nuolat keičiant apkrovos jėgą pakankamai aukšto slėgio sąlygomis.

Tai. Jonų plazminis azotavimas naudojamas siekiant optimizuoti atsparumą dilimui, karščiui ir korozijai, keičiant nuovargio ištvermę ir šiurkštumą, o tai turi įtakos paviršiaus sluoksnio trinties tikimybei.

Jonų plazmos azotinimo privalumai

Jonų plazmos nitridavimas gerai sureguliuotame techniniame procese suteikia minimalų paviršiaus savybių pasiskirstymą iš dalies į kitą esant santykinai mažam energijos intensyvumui, todėl IPA yra patrauklesnis nei tradicinis krosnies dujų azotavimas, nitrokarburizavimas ir cianidavimas.

Jonų plazminis azotavimas pašalina ruošinio deformaciją, o nitriduoto sluoksnio struktūra išlieka nepakitusi net įkaitinus detalę iki 650 laipsnių, o tai kartu su galimybe tiksliai reguliuoti fizikines ir mechanines savybes leidžia spręsti IPA. įvairiausių problemų. Be to, jonų plazminis azotavimas puikiai tinka įvairių rūšių plienams apdoroti, nes darbinė temperatūra procesas azoto-anglies mišinyje neviršija 600 laipsnių, o tai pašalina vidinės struktūros pažeidimus ir, priešingai, padeda sumažinti nuovargio pažeidimo ir žalos dėl didelio nitrido fazės trapumo tikimybę.

Siekiant pagerinti antikorozines savybes ir paviršiaus kietumą jonų plazmos azotinimu, tinka bet kokios formos ir dydžio ruošiniai su kiaurymėmis ir aklinomis angomis. Ekrano apsauga nuo azotavimo nėra sudėtingas inžinerinis sprendimas, todėl bet kokios formos atskirų sekcijų apdorojimas yra lengvas ir paprastas.

Palyginti su kitais grūdinimo ir tarpkristalinio atsparumo didinimo būdais, IPA pasižymi kelis kartus trumpesne proceso trukme ir dvigubai mažesniu darbinių dujų suvartojimu. Tai. jonų plazminis azotavimas reikalauja 2-3 kartus mažiau elektros energijos, o apdoroto produkto paviršiaus kokybė leidžia visiškai pašalinti apdailos šlifavimo etapą. Be to, galima pakeisti azotinimo procesą, pavyzdžiui, prieš šlifavimą.

Epilogas

Deja, net kaimyninių šalių fone vietiniai gamintojai nitridavimą jonų-plazmos metodu naudoja gana retai, nors plika akimi matomi ekonominiai ir fiziniai bei mechaniniai pranašumai. Į gamybą įvedus jonų plazminį azotavimą, pagerėja darbo sąlygos, padidėja našumas ir sumažėja darbo sąnaudos, o perdirbto produkto tarnavimo laikas pailgėja 5 kartus. Paprastai pastato techninių procesų, naudojant IPA įrenginius, klausimas priklauso nuo problemos finansinis planas, nors subjektyviai realių kliūčių nėra. Jonų plazminis azotavimas, naudojant gana paprastą įrangos konstrukciją, vienu metu atlieka keletą operacijų, kurių įgyvendinimas kitais būdais įmanomas tik etapais, kai kaina ir trukmė smarkiai išaugs. Be to, Rusijoje ir Baltarusijoje yra keletas įmonių, bendradarbiaujančių su užsienio IPA įrangos gamintojais, todėl tokių agregatų įsigijimas tampa prieinamesnis ir pigesnis. Matyt, pagrindinė problema slypi tik banaliame sprendimų priėmime, kuris, kaip rusiška tradicija, mūsų šalyje gims ilgai ir sunkiai.

Tinkamai sudėjus ir dengiant nusidėvėjimui atsparias dangas, galima žymiai pagerinti pjovimo įrankio veikimą. Tačiau dėl dangos savybių nekintamumo viename sluoksnyje ties sąsaja su įrankio pagrindu fizinės, mechaninės ir šiluminės savybės (pirmiausia tamprumo modulis ir šiluminio plėtimosi koeficientas) smarkiai pasikeičia, todėl susidaro dideli liekamieji įtempiai dangoje ir sumažėjęs jos lipniojo sukibimo stiprumas.su pagrindu, o tai yra svarbiausia sąlyga norint sėkmingai dirbti padengtą pjovimo įrankį.

Nurodyti, taip pat kontakto ir šiluminių procesų pokyčiai apdirbant padengtu įrankiu, reikalauja sukurti tarpinį pereinamąjį sluoksnį tarp įrankio pagrindo ir dangos, kuris padidina padengto pjovimo pleišto atsparumą veikiančioms apkrovoms.

Dažniausias tokio sluoksnio formavimo būdas yra jonų azotavimas. Tokiu atveju prieš dengimą suformuotas azotuotas sluoksnis, priklausomai nuo konkrečių įrankio eksploatavimo sąlygų, turi turėti tam tikrą struktūrą, storį, mikrokietumą. Praktiškai greitaeigiai plieniniai įrankiai paprastai yra apdorojami tokiu būdu.

4 pav. Vakuuminio lanko įrenginio, skirto kombinuotam įrankių apdorojimui, įskaitant jonų azotavimą ir padengimą, schema: 1 - taikinys; 2 - anodas; 3 - ekranas; 4 - vakuuminė kamera; 5 - neutralūs atomai; 6 - jonai; 7 - elektronai; 8 - apdoroti įrankiai

Joniniam azotavimui ir vėlesniam dengimui patartina naudoti vakuuminiu lankiniu išlydžiu pagrįstą instaliaciją, kurioje visus kombinuoto grūdinimo etapus galima įgyvendinti vienu technologiniu ciklu, neperkraunant apdirbamų įrankių.

Tokio įrenginio veikimo principas yra toks (4 pav.).

Taikinys išgarinamas vakuuminio lanko katodinėmis dėmėmis ir naudojamas kaip lankinio išlydžio katodas. Specialus ekranas, esantis tarp taikinio ir anodo, padalija kamerą į dvi zonas, užpildytas metalu-dujomis (ekrano kairėje) ir dujų plazma (dešinėje). Šis ekranas yra nepralaidus mikrolašeliams, neutraliems atomams ir metalo jonams, kuriuos skleidžia katodo dėmės ant tikslinio paviršiaus. Tik elektronai prasiskverbia pro ekraną, jonizuoja į kamerą tiekiamas dujas pakeliui link anodo ir tokiu būdu suformuoja dujų plazmą, kurioje nėra metalo dalelių.

Į plazmą panardinti įrankiai įkaitinami elektronais, kai jiems taikomas teigiamas potencialas, o neigiamą – azotinami. Pasibaigus azotavimui, ekranas pasislenka į šoną, o metalo taikinio dalelėms pradėjus tekėti ant įrankio paviršiaus, sintezuojama danga.

Dangos nusodinimas yra labai daug energijos reikalaujantis procesas, lydimas didelės energijos plazmos srauto, ypač jonų bombardavimo metu. Dėl to jonų azotinimo būdu gauto sluoksnio charakteristikos gali labai pasikeisti.

Todėl optimizuojant greitaeigių įrankių kombinuoto apdorojimo procesą, būtina atsižvelgti ne tik į azotinimo proceso veiksnius, bet ir į tolesnį dilimui atsparios dangos dengimo procesą – visų pirma į dengimą. laikas, nuo kurio tiesiogiai priklauso dangos storis. Viena vertus, jo padidėjimas teigiamai veikia įrankio kontaktinių trinkelių atsparumą dilimui, kita vertus, pastebimai padidina dangos defektų skaičių, sumažina sukibimą. dangos atsparumas įrankio medžiagai ir dangos gebėjimo atsispirti elastinėms-plastinėms deformacijoms sumažėjimas.

Svarbiausios kombinuoto apdorojimo sąlygos yra nitridavimo proceso temperatūra ir trukmė, azoto tūrinė dalis dujų mišinyje su argonu ir vėlesnio dilimui atsparaus dengimo proceso laikas. Kiti veiksniai šis procesas: azoto slėgis, etaloninė įtampa, lanko srovė ant katodo – daugiausia įtakoja dangos charakteristikas ir turėtų būti nustatytos taip, kaip ir tradicinių dangų nusodinimo atveju.

Priklausomai nuo pjovimo įrankio tipo ir tolesnio jo veikimo sąlygų kombinuoto apdorojimo metu, jo režimai paprastai skiriasi šiose ribose: azotavimo temperatūra 420 ... 510 ° C; azoto N 2 atominė frakcija dujų mišinyje su argonu 10 ... 80%; azotavimo laikas 10...70 min; dujų mišinio slėgis ~ 9,75·10 -1 Pa; dangos dengimo laikas 40...80 min.

Įrankių, pagamintų iš greitaeigių plienų, eksploatavimo praktika po kombinuoto grūdinimo atliekant įvairias apdirbimo operacijas rodo, kad nitriduoto sluoksnio buvimas po danga, kuriame yra trapi nitrido zona (- ir ?-fazė), žymiai apriboja kombinuoto apdorojimo poveikis.

Tokia struktūra susidaro nitriduojant gryno azoto atmosferoje, naudojant vakuuminio lanko išlydžio plazmą. Santykinai stora nitrido zona (> 0,5 µm) nepertraukiamo pjovimo (tekinimo ir gręžimo) metu žymiai nepailgina įrankio naudojimo trukmės, palyginti su įrankiu su tradicine danga, o pertraukiamo pjovimo (frezavimo ir kalimo) metu pjovimo briaunų atskilimui jau pirmosiomis įrankio veikimo minutėmis.

Argono įvedimas į azoto turinčios atmosferos sudėtį nitridavimo metu prieš dengimo nusodinimą leidžia kontroliuoti susidariusio sluoksnio fazinę sudėtį ir, atsižvelgiant į konkrečias pjovimo įrankio eksploatavimo sąlygas ir jo naudojimo paskirtį, gauti būtina struktūra.

Eksploatuojant greitaeigį įrankį su kombinuotu apdirbimu pertraukiamo pjovimo sąlygomis, optimali nitriduoto sluoksnio struktūra yra klampus ir atsparus apkrovai kietas azoto tirpalas martensite, kuriame susidaro nedidelis kiekis disperguotų legiruojamųjų komponentų nitridų. yra leistina.

Šią struktūrą galima gauti nitridinant terpėje, kurioje yra ~ 30 % N 2 ir 70 % Ar.

Eksploatuojant įrankį nepertraukiamo pjovimo sąlygomis, aukščiausiu našumu pasižymi sluoksnis, susidedantis iš azoto martensito ir specialių legiruojamųjų elementų nitridų (W, Mo, Cr, V).

Be to, leistinas labai mažas α fazės kiekis. Ši struktūra padidina įrankio paviršinio sluoksnio atsparumą šiluminėms apkrovoms ir gali susidaryti azotuojant terpėje, kurioje yra ~ 60 % N2 ir 40 % Ar.

(Ti, Al)N danga, nusodinta ant mėginių, nitriduotų vienkartiniais mišiniais, kurių sudėtyje yra, %, 60 N 2 + 40 Ar ir 30 N 2 + 70 Ar, pasižymi patenkinamu sukibimo stiprumu. Mėginiuose nesimato nei dangos nulupimo, nei akivaizdžių įtrūkimų, kurie buvo aptikti 100 % N 2 nitrintuose mėginiuose.

Dėvėjimui atsparaus komplekso sukūrimas ant pjovimo įrankio kontaktinių trinkelių, suformuoto jonų azotinimo būdu, po kurio dengiamas vakuuminio lanko išlydžio plazmoje, daro didelę įtaką įrankio nusidėvėjimo intensyvumui ir pobūdžiui.

5 ir 6 paveiksluose pavaizduotos eksperimentiniu būdu gautos įrankio susidėvėjimo profilogramos su padengimu ir kombinuotu apdirbimu 45 konstrukcinio plieno išilginio tekinimo ir paviršinio frezavimo metu.jo intensyvumas.

Nagrinėjamomis eksploatavimo sąlygomis yra mažas įrankio su danga be azotavimo efektyvumas tiek frezuojant, tiek tekinant. Taip yra dėl to, kad danga labai greitai sunaikinama, o trinties sąlygos ant galinio paviršiaus vis labiau artėja prie tų, kurios būdingos nepadengtam įrankiui. O tai reiškia, kad didėja išsiskiriančios šilumos kiekis, pakyla temperatūra šalia galinio paviršiaus, ko pasekoje įrankio medžiagoje prasideda negrįžtami minkštėjimo procesai, kurie lemia katastrofišką nusidėvėjimą.

Įrankio atbukinimo azotu ir padengimu pobūdžio tyrimai leidžia daryti išvadą, kad pagrindinis indėlis mažinant greitaeigių įrankių nusidėvėjimo intensyvumą yra vadinamasis „krašto efektas“, kurį sudaro toliau.

Jau pirmosiomis įrankio veikimo minutėmis, kaip matyti iš jo darbinių paviršių profilogramų (5 ir 6 pav.), danga suardoma iki viso storio vietose prie pjovimo briaunos. Tačiau tolesnį susidėvėjimo centrų augimą išilgai ir gylyje stabdo kontaktinių zonų kraštai, išlaikantys dilimui atsparų dangos ir nitriduoto sluoksnio derinį.

Be to, paviršinis azotuotas sluoksnis, kurio kietumas kartu su dideliu atsparumu karščiui, pasižymi didesniu atsparumu mikroplastiko deformacijoms ir prisideda prie galinio paviršiaus minkštėjimo procesų slopinimo.

5 pav. Pjovimo įdėklų iš plieno R6M5 susidėvėjusių sekcijų profilogramos tekinant plieną 45: a - R6M5 + (Ti, A1)N; b - Р6М5 + azotavimas + (Ti, A1)N; apdorojimo režimai: v = 82 m/min; S = 0,2 mm/aps.; / = 1,5 mm (be aušinimo skysčio)

6 pav. Pjovimo įdėklų, pagamintų iš plieno R6M5, susidėvėjusių sekcijų profiliuotos plieno 45 frezavimo metu: a - R6M5 + (Ti, Al)N; b - Р6М5 + azotavimas + (Ti, Al)N; apdorojimo režimai: v = 89 m/min; S= 0,15 mm/dantis; H = 45 mm;

Gamybos patirtis rodo, kad kombinuotas apdorojimas, numatantis preliminarų azotavimą ir vėlesnį padengimą, leidžia iki 5 ir iki 3 kartų padidinti įvairiausių greitaeigių įrankių įrankio tarnavimo laiką, palyginti su įrankiais be grūdinimo ir su tradiciniu būdu. danga, atitinkamai.

7 paveiksle parodyta pjovimo įdėklų, pagamintų iš R6M5 plieno, susidėvėjimo pokyčio priklausomybė per laiką h 3 \u003d f (T). Skirtingos rūšys paviršiaus grūdinimas, tekinant ir frezuojant plieną 45. Matyti, kad įrankio atsparumas katastrofiškam nusidėvėjimui tekinimo metu padidėja 2,6 karto, o frezuojant - 2,9 karto lyginant su įrankiu su danga, bet be azotavimo. .

7 pav. Įrankio, pagaminto iš R6M5 plieno su skirtingomis paviršiaus apdorojimo galimybėmis, šoninio paviršiaus susidėvėjimo priklausomybė nuo pjovimo laiko: -- *-- R6M5 + (Ti, A1)N; --*-- Р6М5 + nitridavimas + (Ti-Al)N; a - tekinimo plienas 45 esant v = 82 m / min; S = 0,2 mm/aps.; /=1,5 mm; b - plieno 45 frezavimas: v = 89 m/min; 5= 0,15 mm/dantis; H = 45 mm; t = 1,5 mm

Kietinimas jonine plazma Detalių paviršių grūdinimo vakuuminiai jonų plazminiai metodai apima šiuos procesus: korpuskulinio medžiagos srauto susidarymą (susidarymą); jo aktyvavimas, pagreitis ir fokusavimas; ; kondensacija ir prasiskverbimas į dalių (padėklų) paviršių. Generacija: korpuskulinis medžiagos srautas galimas ją išgarinant (sublimuojant) ir purškiant. Garavimas: kondensuotos fazės perėjimas į garus vyksta dėl šiluminės energijos tiekimo išgaruotai medžiagai. Kietosios medžiagos paprastai ištirpsta kaitinant ir tada virsta dujine būsena. Kai kurios medžiagos pereina į dujinę būseną aplenkdamos skystąją fazę. Šis procesas vadinamas sublimacija. .

Vakuuminės jonų-plazmos technologijos metodais galima atlikti: 1) paviršinių sluoksnių modifikavimą: jonų difuzinį prisotinimą; (joninis azotavimas, karbonizavimas, boridavimas ir kt.); jonų (plazmos) ėsdinimas (valymas); jonų implantavimas (įgyvendinimas); atkaitinimas švytėjimo iškrova; CTO nesavarankiško iškrovimo aplinkoje; 2) dengimas: švytėjimo išlydžio polimerizacija; jonų nusodinimas (triodinė dulkinimo sistema, diodinė dulkinimo sistema, naudojant iškrovą tuščiaviduriame katode); elektros lanko garinimas; jonų klasterio metodas; katodinis purškimas (nuolatinė, aukšto dažnio); cheminis nusėdimas švytėjimo išlydžio plazmoje.

Vakuuminio jonų-plazminio grūdinimo metodų privalumai didelis dangos sukibimas su pagrindu; dangos storio vienodumas dideliame plote; dangos sudėties keitimas plačiu diapazonu, per vieną technologinį ciklą; gauti aukštą dangos paviršiaus grynumą; gamybos ciklo aplinkos švara.

Jonų purškimas Jonų dulkintuvai skirstomi į dvi grupes: plazmoninius dulkintuvus, kurių taikinys yra dujų iškrovos plazmoje, kurią sukuria švytėjimas, lankas ir aukšto dažnio iškrova. Purškimas atsiranda dėl taikinio bombardavimo iš plazmos išgautais jonais; autonominiai šaltiniai be fokusavimo ir fokusuojant jonų pluoštus, bombarduojančius taikinį.

Pagrindinė purškimo sistema 1 - kamera; 2 - substrato laikiklis; 3 - detalės (substratai); 4 - taikinys; 5 - katodas; 6 - ekranas; 7 - darbinių dujų tiekimas; 8 - maitinimo šaltinis; 9 - išsiurbimas.

CTO švytėjimo išlydžio aplinkoje Švytėjimo išlydžio difuzijos įrenginiai naudojami azotavimui, karbiurizavimui, silicidavimui ir kitų tipų CTO iš dujų fazės. Difuzinio sluoksnio gylis siekia kelis milimetrus, vienodai prisotinus visą gaminio paviršių. Procesas atliekamas esant sumažintam 10 -1 - 10 -3 Pa slėgiui, kuris užtikrina švytėjimo išlydžio egzistavimą. Švytėjimo išlydžio naudojimo privalumai: didelis energijos vartojimo efektyvumas (sunaudojimas tik dujų jonizacijai ir detalės šildymui); sumažinant proceso trukmę dėl greito kaitinimo iki prisotinimo temperatūros; dujinės terpės ir paviršinio sluoksnio aktyvumo padidėjimas; galimybė gauti dangas iš ugniai atsparių metalų, lydinių ir cheminių junginių. Proceso trūkumai: žemas slėgis kameroje (10 -1 Pa), mažas našumas, partinis veikimas, neįmanoma apdoroti ilgų gaminių (pavyzdžiui, vamzdžių), didelės energijos sąnaudos, didelė instaliacijų kaina.

Jonų difuzijos prisotinimas Privalumai prieš įprastą dujų azotavimą: ciklo trukmė sutrumpėja 3-5 kartus; dalių deformacijos sumažinimas 3-5 kartus; galimybė atlikti kontroliuojamus azotinimo procesus, norint gauti tam tikros sudėties ir struktūros sluoksnius; galimybė sumažinti azotinimo proceso temperatūrą iki 350–400 0 С, o tai leidžia išvengti gaminių pagrindinių medžiagų minkštėjimo; sumažinti sluoksnio trapumą ir padidinti jo eksploatacines charakteristikas; lengva atskirų dalių sekcijų apsauga nuo azotavimo; krosnies sprogimo pavojaus pašalinimas; savitasis elektros energijos suvartojimas sumažinamas 1,5-2 kartus, o darbinės dujos - 30-50 kartų; šilumininkų darbo sąlygų gerinimas. Trūkumai: neįmanoma pagreitinti proceso didinant jonų srauto tankį, nes dėl detalių perkaitimo sumažėja paviršiaus kietumas; jonų azotinimo proceso intensyvinimas; magnetinio lauko taikymas, siekiant padidinti srovės tankį ir sumažinti dujų slėgį; sukuriant tam tikro defekto dalies paviršių (preliminari plastinė deformacija, terminis apdorojimas).

Jonų angliavandenių blokas EVT

Joninis karbiuravimas Joninis karbiuravimas sukuria didelį anglies koncentracijos gradientą ribiniame sluoksnyje. Karbiuruoto medžiagos sluoksnio augimo greitis yra 0,4…0,6 mm/h, tai yra 3…5 kartus didesnis nei naudojant kitus karbiuravimo būdus. Jonų cementavimo trukmė, norint gauti 1 ... 1,2 mm storio sluoksnį, sumažinama iki 2 ... 3 valandų. Dėl mažo dujų, elektros suvartojimo ir trumpo apdorojimo laiko gamybos sąnaudas sumažėti 4 ... 5 kartus. Technologiniai jonų karbiuravimo pranašumai yra didelis karburizacijos tolygumas, išorinės ir vidinės oksidacijos nebuvimas ir dalių deformacijos sumažėjimas. Apdirbimo apimtys sumažinamos 30%, technologinių operacijų skaičius sumažinamas 40%, apdirbimo ciklo trukmė sumažinama 50%.

Jonų plazminis nitridavimas (IPA) IPA – tai mašinų dalių, įrankių, štampavimo ir liejimo įrangos cheminis-terminis apdorojimas, užtikrinantis plieno (ketaus) paviršiaus sluoksnio difuzinį prisotinimą azotu arba azotu ir anglimi azote. vandenilio plazma 450 - 600 ° C temperatūroje, taip pat titanas arba titano lydiniai, kurių temperatūra 800 - 950 ° C azoto plazmoje. Jonų plazmos azotinimo esmė slypi tame, kad azoto turinčioje dujų terpėje, išleidžiamoje iki 200–1000 Pa, tarp katodo, ant kurio yra ruošiniai, ir anodo, kurio vaidmenį atlieka sienos Vakuuminėje kameroje sužadinama nenormali švytėjimo iškrova, suformuojant aktyvią terpę (jonus, atomus, sužadintas molekules). Tai užtikrina nitriduoto sluoksnio susidarymą gaminio paviršiuje, susidedantį iš išorinės nitrido zonos su difuzine zona, esančia po ja.

Įrankinio plieno nitriduoto sluoksnio mikrostruktūra 4 X 5 MFS a b Plienų U 8 (a) ir 20 X 13 (b) mikrostruktūros po jonų plazmos azotinimo

Montavimas UA-63 -950/3400 su kintama darbinės kameros geometrija (aukštis 1,7 arba 3,4 m)

Taikant joninio plazminio azotinimo šiuo metodu metodą, apdorojami šie gaminiai: antgaliai automobiliams, automatinės pavaros laikiklio plokštės, štampai, perforatoriai, štampai, formos (Daimler Chrysler); spyruoklės įpurškimo sistemai (Opel); alkūniniai velenai (Audi); paskirstymo (kumštelių) velenai (Volkswagen); alkūniniai velenai kompresoriui (Atlas, JAV ir Wabco, Vokietija); pavaros BMW (Handl, Vokietija); autobusų pavaros (Voith); presavimo įrankių grūdinimas aliuminio gaminių gamyboje (Nughovens, Scandex, John Davis ir kt.). Yra teigiama šio metodo pramoninio naudojimo patirtis NVS šalyse: Baltarusijoje - MZKT, MAZ, Bel. AZ; Rusija – Auto. VAZ, Kam. AZ, MMPP Salyut, Ufa variklių statybos asociacija (UMPO). IPA metodu apdorojami: krumpliaračiai (MZKT); krumpliaračiai ir kitos dalys (MAZ); didelio (daugiau nei 800 mm) skersmens krumpliaračiai (Bel. AZ); įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai (Avto. VAZ); alkūniniai velenai (Kam. AZ).

Gaminių metalizavimas pagal 1 tipą atliekamas dekoratyviniais tikslais, siekiant padidinti kietumą ir atsparumą dilimui, apsaugoti nuo korozijos. Dėl silpno dangos sukibimo su pagrindu tokio tipo metalizavimas nepatartina detalėms, veikiančioms esant didelėms apkrovoms ir esant aukštai temperatūrai. Metalizavimo technologija pagal 1 ir 2 a tipus numato medžiagos sluoksnio uždėjimą ant šalto arba įkaitinto iki santykinai žemos temperatūros gaminio paviršiaus. Šie metalizacijos tipai apima: elektrolitinį (galvanizavimą); cheminė medžiaga; dujų liepsnos procesai dangoms gauti (purškimas); dengimas apkalimu (mechaninis terminis); difuzija, panardinimas į išlydytus metalus. Metalizavimo technologija pagal 2 b tipą numato iki aukštos temperatūros įkaitintų detalių paviršiaus difuzinį prisotinimą metaliniais elementais, ko pasekoje elemento difuzinėje zonoje susidaro lydinys (Difuzinė metalizacija). Šiuo atveju metalizuotos dalies geometrija ir matmenys praktiškai nesikeičia.

Jonų plazmos metalizavimas Jonų plazminis metalizavimas turi nemažai reikšmingų pranašumų, palyginti su kitomis metalizavimo rūšimis. Aukšta plazmos temperatūra ir neutrali aplinka leidžia išgauti dangas, pasižyminčias didesniu struktūriniu vienodumu, mažesniu oksiduojamumu, aukštesnėmis sukibimo ir lipnumo savybėmis, atsparumu dilimui ir kt., lyginant su šiomis kitų metalizacijos rūšių savybėmis. Šiuo dengimo metodu galima purkšti įvairias ugniai atsparias medžiagas: volframą, molibdeną, titaną ir kt. kietieji lydiniai, taip pat aliuminio, chromo, magnio oksidai ir kt. Dengimas gali būti atliekamas purškiant tiek vielą, tiek miltelius. Tikrasis metalizavimas susideda iš trijų procesų: vielos arba miltelių kieto metalo lydymosi (joninės-plazminės metalizacijos metu), išlydyto metalo purškimo ir dangos susidarymo. Purškimo medžiaga gali būti bet kokie ugniai atsparūs metalai vielos arba miltelių pavidalu, tačiau taip pat gali būti naudojami nuo vidutinio anglies iki legiruoto tipo laidai Np-40, Np-ZOHGSA, Np-ZKh 13 ir kt. automobilių remonto įmonių sąlygomis VZK tipo lydinys (stelitas) arba sormitas, pasižymintis dideliu atsparumu dilimui ir atsparumu korozijai.