Dişli örtük tehnologiýasy

PVD çökdürmek tehnologiýasy, soňky ýyllarda uly ösüş gazanan we häzirki wagtda gurallary, galyplary, porşen halkalaryny, dişli we beýleki bölekleri bejermekde giňden ulanylýan täze ýerüsti üýtgetmek tehnologiýasy, esasanam wakuum ion örtük tehnologiýasy hökmünde köp ýyl bäri ulanylýar. .Wakuum ion örtük tehnologiýasy bilen taýýarlanan örtükli dişliler sürtülme koeffisiýentini ep-esli azaldyp, könelmegine we belli bir poslama garşy gowulaşdyryp biler we dişli ýerüsti berkitmek tehnologiýasy ugrundaky gözlegleriň merkezine we gyzgyn nokadyna öwrüler.

Dişli enjamlar üçin ulanylýan umumy materiallar esasan ýasalan polat, çoýun polat, çoýun, reňkli metallar (mis, alýumin) we plastmassa.Polat esasan 45 polat, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl.Pes uglerod polat esasan 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo ulanylýar.Galp polat has gowy öndürijiligi sebäpli dişli enjamlarda has giňden ulanylýar, guýma polat adatça diametri> 400mm we çylşyrymly gurluşy bolan dişli öndürmek üçin ulanylýar.Döküm demir dişli ýelimlere we örtüge garşy garşylyk, ýöne täsiriň we könelmegiň garşylygy, esasan durnukly iş üçin, güýji pes tizlikli ýa-da uly göwrümli we çylşyrymly görnüş däl, açyk üçin amatly ýag çalmazlyk şertinde işläp biler. geçiriş.Köplenç ulanylýan reňkli metallar galaýy bürünç, alýumin-demir bürünç we guýma alýumin garyndysy bolup, köplenç turbina ýa-da dişli öndürmekde ulanylýar, ýöne süýşmek we sürtülme garşy häsiýetleri pes, diňe ýeňil, orta ýük we pes tizlik üçin dişli.Metal däl materiallar, esasan, ýagsyz ýaglamak we ýokary ygtybarlylyk ýaly aýratyn talaplary bolan käbir ugurlarda ulanylýar.Öý enjamlary, lukmançylyk enjamlary, azyk tehnikasy we dokma tehnikasy ýaly pes hapalanmak ýaly şertler.

Dişli örtük materiallary

In Engineeringenerçilik keramiki materiallary ýokary güýç we gatylyk, esasanam ajaýyp ýylylyk garşylygy, pes ýylylyk geçirijiligi we ýylylyk giňelmegi, ýokary aşaga garşylyk we okislenme garşylygy bilen örän geljegi uly materiallardyr.Köp sanly gözlegler keramiki materiallaryň özbaşdak ýylylyga çydamlydygyny we metallarda pes könelýändigini görkezdi.Şonuň üçin keramiki materiallaryň könelmegine çydamly bölekler üçin metal materiallaryň ýerine ulanylmagy, sürtülme böleginiň ömrüni gowulaşdyryp biler, käbir ýokary temperatura we ýokary aşaga çydamly materiallary, köp funksiýaly we beýleki berk talaplary kanagatlandyryp biler.Häzirki wagtda in engineeringenerçilik keramiki materiallary hereketlendirijiniň ýylylyga çydamly böleklerini öndürmekde, könelýän böleklerde mehaniki geçiriş, poslama garşy böleklerde himiki enjamlar we möhürleýji bölekler ulanylýar, keramiki materiallaryň geljeginiň giňden ulanylýandygyny görkezýär.

Germaniýa, Japanaponiýa, ABŞ, Angliýa we beýleki ýurtlar ýaly ösen ýurtlar in engineeringenerçilik keramikasynyň gaýtadan işleniş teoriýasyny we tehnologiýasyny ösdürmek üçin köp pul we işçi güýji sarp edip, in engineeringenerçilik keramiki materiallaryny ösdürmäge we ulanmaga uly ähmiýet berýär.Germaniýa “SFB442 ″” atly maksatnama hödürledi, onuň maksady daşky gurşawa we adam bedenine zyýanly ýaglaýjy serişdäni çalyşmak üçin bölekleriň üstünde laýyk filmi sintez etmek üçin PVD tehnologiýasyny ulanmak.PW Gold we Germaniýadaky beýlekiler SFB442-den alnan serişdäni rulon rulonlarynyň üstünde inçe filmleri goýmak üçin PVD tehnologiýasyny ulanmak üçin ulandylar we rulonlaryň könelmegine garşy öndürijiliginiň ep-esli gowulaşandygyny we üstünde goýlan filmleriň dolulygyna çalşyp biljekdigini anykladylar. aşa basyşly aşgazana garşy goşundylaryň işi.Joahim, Franz we başgalar.Germaniýada, EP goşundylaryny öz içine alýan çalgy ýaglaryndan has ýokary, ýadawlyga garşy ajaýyp häsiýetleri görkezýän WC / C filmleri taýýarlamak üçin PVD tehnologiýasy ulanyldy, netijede zyýanly goşundylary örtük bilen çalyşmak mümkinçiligi berilýär.E. Lugscheider we başgalar.Germaniýanyň Ahen Tehniki Uniwersiteti, Materiallar Ylymlar Institutynyň, DFG (GermanResearch Commission) tarapyndan maliýeleşdirilmegi, PVD tehnologiýasy arkaly 100Cr6 polatdan degişli filmleri ýerleşdirenden soň ýadawlyga garşy durnuklylygyň ep-esli ýokarlanandygyny görkezdi.Mundan başga-da, Amerikanyň Birleşen Ştatlarynyň “Motors”, ýadawlyga garşy durnuklylygy gowulandyrmak üçin “VolvoS80Turbo” görnüşli awtoulag dişli ýüzleý depozit filminde işe başlady;meşhur Timken kompaniýasy ES200 dişli ýerüsti film adyny çykardy;hasaba alnan söwda belligi MAXIT dişli örtük Germaniýada peýda boldy;hasaba alnan söwda belligi Graphit-iC we Dymon-iC degişlilikde bellige alnan söwda bellikleri bolan Dişli örtükler Graphit-iC we Dymon-iC Angliýada hem bar.

Mehaniki geçirişiň möhüm ätiýaçlyk şaýlary hökmünde dişli senagatda möhüm rol oýnaýar, şonuň üçin keramiki materiallaryň dişli ulanylyşyny öwrenmek gaty amaly ähmiýete eýe.Häzirki wagtda dişli ulanylýan in engineeringenerçilik keramikasy esasan aşakdakylardyr.

1 、 TiN örtük gatlagy
1 i TiN

Ion örtük TiN keramiki gatlagy, gaty gatylygy, ýokary ýelme güýji, pes sürtülme koeffisiýenti, gowy poslama garşylygy we ş.m. bilen iň köp ulanylýan ýerüsti üýtgedilen örtükleriň biridir, dürli ugurlarda, esasanam gural we galyndy pudagynda giňden ulanylýar.Keramiki örtügiň dişli ulanylmagyna täsir etmeginiň esasy sebäbi keramiki örtük bilen substratyň arasyndaky baglanyşyk meselesidir.Dişli iş şertleri we dişli täsir ediji faktorlar gurallaryň we galyplaryňkydan has çylşyrymly bolansoň, dişli ýüzüni bejermekde ýekeje TiN örtüginiň ulanylmagy gaty çäklendirilendir.Keramiki örtük ýokary gatylygyň, pes sürtülme koeffisiýentiniň we poslama garşylygyň artykmaçlyklaryna eýe bolsa-da, has ýuka örtük almak döwülýär we kyn bolýar, şonuň üçin örtüklerini häsiýetlendirmek üçin goldamak üçin ýokary gatylyk we ýokary güýçli substrat gerek.Şonuň üçin keramiki örtük esasan karbid we ýokary tizlikli polat ýüzünde ulanylýar.Dişli material keramiki material bilen deňeşdirilende ýumşakdyr we substratyň we örtügiň tebigatynyň arasyndaky tapawut uly, şonuň üçin örtük bilen substratyň utgaşmasy pes we örtük örtügi goldamak üçin ýeterlik däl ulanylanda ýeňil düşýän örtük, diňe bir keramiki örtügiň artykmaçlyklaryny oýnamak bilen çäklenmän, ýykylan keramiki örtük bölejikleri dişli abraziw könelmegine sebäp bolup, dişli könelmegini çaltlaşdyrar.Häzirki çözgüt, keramika bilen substratyň arasyndaky baglanyşygy gowulandyrmak üçin birleşdirilen ýerüsti bejeriş tehnologiýasyny ulanmakdyr.Kompozit ýerüsti bejeriş tehnologiýasy, fiziki buglary çökdürmek örtüginiň we beýleki ýerüsti bejeriş amallarynyň ýa-da örtükleriniň birleşmegini aňladýar, iki sany aýratyn ýüzügi / ýerasty baýlygy ulanyp, ýekeje ýerüsti bejeriş prosesi arkaly gazanyp bolmaýan birleşdirilen mehaniki häsiýetleri almak üçin substrat materialynyň üstüni üýtgedýär. .Ion nitridi we PVD tarapyndan goýlan TiN birleşdirilen örtük, iň gözlenýän birleşme örtüklerden biridir.Plazma nitrid substraty we TiN keramiki birleşme örtügi berk baglanyşykda we könelişme garşylygy ep-esli gowulaşýar.

Ajaýyp könelişme garşylygy we film bazasy baglanyşygy bolan TiN film gatlagynyň optimal galyňlygy takmynan 3 ~ 4μm.Film gatlagynyň galyňlygy 2μm-den az bolsa, könelişme garşylygy ep-esli gowulaşmaz.Film gatlagynyň galyňlygy 5μm-den köp bolsa, filmiň esasy baglanyşygy azalýar.

2 、 Köp gatlakly, köp komponentli TiN örtük

TiN örtükleriniň kem-kemden we giňden ulanylmagy bilen, TiN örtüklerini gowulandyrmak we ösdürmek barada has köp gözleg edilýär.Soňky ýyllarda Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix, Cr1-x) N, TiN ýaly ikili TiN örtükleri esasynda köp komponentli örtükler we köp gatlakly örtükler işlenip düzüldi. / Al2O3 we ş.m

Köp komponentli kompozisiýanyň çylşyrymlylygy sebäpli bu gözlegde köp jedeller bar.(Tix, Cr1-x) N köp komponentli örtükleri öwrenmekde gözleg netijelerinde uly jedel bar.Käbir adamlar (Tix, Cr1-x) N örtükleriniň TiN-e esaslanýandygyna ynanýarlar we Cr diňe TiN nokat matrisasynda gaty ergin çalyşmak görnüşinde bolup biler, ýöne aýratyn CrN fazasy hökmünde däl.Beýleki gözlegler, (Tix, Cr1-x) N örtüklerindäki Ti atomlaryny gönüden-göni çalyşýan Cr atomlarynyň sanynyň çäklidigini, galan Cr ýeke-täk ýagdaýda bardygyny ýa-da N. bilen birleşmeleri emele getirýändigini görkezýär. Synag netijeleri Cr-iň goşulmagyny görkezýär örtüge ýerüsti bölejikleriň ululygyny peseldýär we gatylygyny ýokarlandyrýar, Cr-iň köpçülik göterimi 3l% -e ýetende örtügiň gatylygy iň ýokary bahasyna ýetýär, ýöne örtügiň içki stres hem iň ýokary bahasyna ýetýär.

3 、 Beýleki örtük gatlagy

Köplenç ulanylýan TiN örtüklerinden başga-da, dişli ýüzüni berkitmek üçin köp dürli in engineeringenerçilik keramikasy ulanylýar.

(1) Y.Terauchi we başgalar.Japanaponiýa bug çökdürmek usuly bilen goýlan titanium karbidiniň ýa-da titanium nitrit keramiki dişleriniň sürtülme geýilmegine garşylygy öwrendi.Dişli enjamlar HV720 takmynan gatylygy we örtüginden öň 2,4 mk gatylygy gazanmak üçin karburizasiýa edildi we polat edildi, keramiki örtükler titanium karbidi üçin himiki bug çökdürilmegi (CVD) we fiziki bug çökdürilmegi (PVD) bilen taýýarlandy. galyňlygy 2 μm bolan keramiki film bilen titanium nitridi.Sürtülme geýim aýratynlyklary degişlilikde ýagyň we gury sürtülmäniň barlygynda derňeldi.Keramika bilen örtülenden soň, dişleýjiniň örtügine we dişleýiş garşylygyna ep-esli ýokarlanandygy anyklandy.

(2) Himiki taýdan örtülen Ni-P we TiN-iň birleşdirilen örtügi Ni-P-ni geçiş gatlagy hökmünde öňünden örtüp, soň bolsa TiN goýup taýýarlandy.Geçirilen gözleg, bu birleşdirilen örtügiň üstki gatylygynyň belli bir derejede gowulaşandygyny we örtügiň substrat bilen has gowy baglanyşandygyny we könelmegine has oňatdygyny görkezýär.

(3) WC / C, B4C inçe film
Maponiýa Tehnologiýa Institutynyň Mehaniki In Engineeringenerçilik Bölümi M. Murakawa we başg. mugt ýaglamak şertleri.Franz J we başgalar.WC / C we B4C inçe plyonkany FEZ-A we FEZ-C dişli ýüzüne goýmak üçin PVD tehnologiýasyny ulandy we synag PVD örtüginiň dişli sürtülmäni ep-esli azaldandygyny, dişli gyzgyn ýelimlemek ýa-da ýelmemek üçin has az duýgur bolandygyny görkezdi, we dişli ýük göterijilik ukybyny ýokarlandyrdy.

(4) CrN filmleri
CrN filmleri TiN filmlerine meňzeýär, sebäbi has berkligi we CrN filmleri TiN-den has ýokary temperatura okislenmesine has çydamly, poslama garşylygy, TiN filmlerine garanyňda içerki stres pes we has berkligi.Çen Ling we HSS-iň üstünde ajaýyp film esasly baglanyşygy bolan könelişme çydamly TiAlCrN / CrN kompozit film taýýarlady we iki gatyň arasyndaky ýerleşiş energiýa tapawudy uly bolsa, dislokasiýa bolup geçýän köp gatlakly filmiň ýerleşdiriş teoriýasyny teklip etdi. bir gatlakda interfeýsini beýleki gatlaga geçirmek kyn bolar, şeýlelik bilen interfeýsde ýerleşen ýeri emele getirer we materialy berkitmekde rol oýnar.Zhong Bin we azot düzüminiň fazanyň gurluşyna we CrNx filmleriniň sürtülme geýim aýratynlyklaryna täsirini öwrendi we gözleg filmlerdäki Cr2N (211) difraksiýa derejesiniň kem-kemden gowşandygyny we CrN (220) pikiniň ýokarlanmagy bilen kem-kemden güýçlenendigini görkezdi. N2 mazmunyndan, filmiň üstündäki uly bölejikler kem-kemden azaldy we üstü tekiz boldy.Haçan-da N2 aerasiýasy 25 ml / min bolanda (maksatly çeşme tok 75 A, goýlan CrN filmi, ýerüsti hili, gowy gatylygy we N2 aerasiýasy 25ml / min bolanda (maksat çeşmesiniň arkasy 75A, negatiwdir) basyş 100V).

(5) Superhard filmi
Superhard filmi, gatylygy 40GPa-dan ýokary, ajaýyp aşaga garşylyk, ýokary temperatura garşylygy we pes sürtülme koeffisiýenti we pes ýylylyk giňelme koeffisiýenti, esasan amorf göwher filmi we CN filmi.Amorf göwher filmleri amorf häsiýetlere eýe, uzak aralyga sargyt edilen gurluşy ýok we köp sanly CC tetraedral baglanyşyklary öz içine alýar, şonuň üçin olara tetraedral amorf uglerod filmleri hem diýilýär.Amorf uglerod filminiň bir görnüşi hökmünde göwher meňzeş örtük (DLC) ýokary ýylylyk geçirijiligi, ýokary gatylygy, ýokary elastik modul, ýylylyk giňelişiniň pes koeffisiýenti, gowy himiki durnuklylyk, gowy aşaga garşylyk we göwher ýaly köp ajaýyp häsiýetlere eýe. pes sürtülme koeffisiýenti.Dişli ýüzlerde göwher ýaly filmleriň örtülmegi hyzmat möhletini 6 faktor bilen uzaldyp we ýadawlyga garşylygy ep-esli ýokarlandyryp biljekdigi görkezildi.Amorf uglerod-azot filmleri diýlip hem atlandyrylýan CN filmleri β-Si3N4 kowalent birleşmelerine meňzeş kristal gurluşa eýe we β-C3N4 hem diýilýär.Liu we Kohen we başgalar.Birinji tebigat ýörelgesinden pseudopotensial zolakly hasaplamalary ulanyp, berk teoretiki hasaplamalary ýerine ýetirip, β-C3N4-iň uly birleşdiriji energiýasynyň, durnukly mehaniki gurluşynyň bardygyny, iň bolmanda bir sany durnuksyz ýagdaýyň bolup biljekdigini we elastik modulynyň göwher bilen deňeşdiriljekdigini tassyklady, ýeriň gatylygyny we materialyň garşylygyny peseldip we sürtülme koeffisiýentini peseldip biljek gowy häsiýetleri bilen.

(6) Beýleki garyndylara aşaga çydamly örtük gatlagy
Käbir erginlere çydamly örtükler hem dişli ulanylmaga synanyşypdyr, mysal üçin, Ni-P-Co garyndy gatlagynyň 45 # polat dişli diş ýüzüniň üstünde goýulmagy, aşa inçe däne guramasyny almak üçin garyndy gatlagydyr, ömrüni 1,144 ~ 1.533 esse uzaldyp biler.Şeýle hem, Cu metal-gat gatlagynyň we Ni-W garyndy örtüginiň kuwwatyny ýokarlandyrmak üçin Cu-Cr-P erginli demir dişli diş dişiniň üstünde ulanylýandygy öwrenildi;Ni-W we Ni-Co garyndy örtügi, örtülmedik dişli bilen deňeşdirilende 4 ~ 6 esse ýokarlanmak üçin HT250 guýma demir dişli diş ýüzüne ulanylýar.