» » Силицирование тугоплавких металлов
29.01.2015

Тугоплавкие металлы и их сплавы являются сравнительно новыми материалами в машиностроении, приборостроении и других отраслях техники, поэтому области их применения еще полностью не определились. Создание защитных покрытий, в том числе и силицидных, способствует расширению областей применения этих материалов в различных отраслях техники и позволяет обеспечить улучшение качества машин и приборов, повышение их надежности и долговечности.
В настоящее время можно выделить несколько основных, наиболее перспективных областей применения тугоплавких металлов с силицидными защитными покрытиями: 1) в самолетостроении и технике газовых турбин; 2) в ракетной и космической технике; 3) в химическом машиностроении; 4) в технике высокотемпературных нагревательных устройств; 5) в атомной энергетике.
Стремление увеличить рабочие температуры газовых турбин может быть обеспечено лишь при использовании тугоплавких металлов с надежными защитными покрытиями, в первую очередь силицидными. По мнению Бутнера и соавторов, применение ниобиевых сплавов с защитными покрытиями будет наиболее вероятным решением проблемы силовых конструкций в самолетостроении для интервала рабочих температур 980—1650°С, а также камер сгорания реактивных двигателей.
Проблема создания конструкционных материалов для космических кораблей, возвращающихся на землю, вызвала интенсивные исследования процессов создания силицидных покрытий на тугоплавких металлах. На силицидные покрытия (MoSi2, WSi2, NbSi2, TaSi2) возлагают большие надежды как на материал для изготовления сопел, устройств регулировки скорости и направления полета в ракетах на твердом топливе, камер сгорания и неохлаждаемых сопел ракет на жидком топливе.
Молибденовые сплавы с диффузионным дисилицидным покрытием используют для изготовления деталей ракеты «Ассет».
В химическом машиностроении постоянное повышение рабочих параметров оборудования (температур, давлений, скоростей потоков) создает условия, близкие к условиям работы деталей авиационной и ракетной техники. Кроме того, многие ответственные узлы химического оборудования эксплуатируются в химически агрессивных средах. Тугоплавкие металлы и титан с силицидными покрытиями могут быть применены для изготовления теплообменников, роторов и деталей корпусов насосов компрессоров, химически стойких нагревателей и датчиков температуры, расхода и т. д.
Широкое применение может найти силицированный лист для облицовки реакционных камер химического оборудования.
В настоящее время еще не решен вопрос об изготовлении полуфабрикатов тугоплавких металлов с силицидным покрытием (листа, ленты, труб), хотя из опыта применения диффузионного хромирования известно, что изготовление узлов оборудования из полуфабрикатов с покрытиями значительно технологичнее и экономически выгоднее химико-термической обработки готовых деталей.
Широкое применение нашли покрытия из MoSi2 при изготовлении высокотемпературных нагревательных элементов, чехлов термопар и других изделий.