PVD-demetteknologio estas praktikita dum multaj jaroj kiel nova surfaca modifa teknologio, precipe vakua jona tegteknologio, kiu akiris grandan evoluon en la lastaj jaroj kaj nun estas vaste uzata en la traktado de iloj, muldiloj, piŝtringoj, ilaroj kaj aliaj komponantoj. .La kovritaj ilaroj preparitaj per vakua jona tegteknologio povas signife redukti la frotkoeficienton, plibonigi kontraŭ-eluziĝon kaj certan kontraŭ-korodan, kaj fariĝis la fokuso kaj varma punkto de esplorado en la kampo de ilara surfaca plifortiga teknologio.
La komunaj materialoj uzataj por dentaĵoj estas ĉefe forĝita ŝtalo, gisita ŝtalo, gisfero, neferaj metaloj (kupro, aluminio) kaj plastoj.Ŝtalo estas ĉefe 45 ŝtalo, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl.Malalta karbona ŝtalo ĉefe uzata en 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo.Forĝita ŝtalo estas pli vaste uzata en ilaroj pro sia pli bona agado, dum gisita ŝtalo estas kutime uzata por fabriki ilarojn kun diametro > 400mm kaj kompleksa strukturo.Gisfero ilaroj kontraŭ-gluo kaj picking rezisto, sed la manko de trafo kaj eluziĝo rezisto, ĉefe por stabila laboro, potenco ne estas malalta rapido aŭ granda grandeco kaj kompleksa formo, povas funkcii sub la kondiĉo de la manko de lubrikado , taŭga por malferma. transdono.Neferaj metaloj kutime uzataj estas stana bronzo, aluminia fera bronzo kaj fanda aluminia alojo, kutime uzataj en la fabrikado de turbinoj aŭ ilaroj, sed la glitaj kaj kontraŭfrikciaj propraĵoj estas malbonaj, nur por malpeza, meza ŝarĝo kaj malalta rapideco. ilaroj.Ne-metalaj materialaj ilaroj estas ĉefe uzataj en iuj kampoj kun specialaj postuloj, kiel oleo-libera lubrikado kaj alta fidindeco.La kampo de kondiĉoj kiel malalta poluo, kiel hejmaj aparatoj, medicinaj ekipaĵoj, manĝaĵoj kaj tekstilaj maŝinoj.
Ilaraj tegmaterialoj
Inĝenieristikaj ceramikaj materialoj estas ekstreme promesplenaj materialoj kun alta forto kaj malmoleco, precipe bonega varmorezisto, malalta varmokondukteco kaj termika ekspansio, alta eluziĝo-rezisto kaj oksidado-rezisto.Granda nombro da studoj montris, ke ceramikaj materialoj estas esence varmorezistaj kaj havas malaltan eluziĝon sur metaloj.Sekve, la uzo de ceramikaj materialoj anstataŭ metalaj materialoj por eluziĝo-imuna partoj povas plibonigi la vivon de la frotado sub, povas renkonti iujn el la alta temperaturo kaj alta eluziĝo-rezistaj materialoj, multfunkciaj kaj aliaj malmolaj postuloj.Nuntempe, inĝenieristikaj ceramikaj materialoj estis uzataj en la fabrikado de motoraj varmorezistaj partoj, mekanika transdono en la eluzeblaj partoj, kemia ekipaĵo en la korodrezistaj partoj kaj sigelaj partoj, ĉiam pli montras la larĝan aplikon de ceramikaj materialoj perspektivoj.
Evoluintaj landoj kiel Germanio, Japanio, Usono, Unuiĝinta Reĝlando kaj aliaj landoj donas grandan gravecon al la disvolviĝo kaj aplikado de inĝenieraj ceramikaj materialoj, investante multan monon kaj laborforton por disvolvi la pretigan teorion kaj teknologion de inĝenieraj ceramikaĵoj.Germanio lanĉis programon nomitan "SFB442", kies celo estas uzi PVD-teknologion por sintezi taŭgan filmon sur la surfaco de la partoj por anstataŭigi la eble malutilan lubrikan medion al la medio kaj homa korpo.PW Gold kaj aliaj en Germanio uzis la financadon de SFB442 por apliki PVD-teknologion por deponi maldikajn filmojn sur la surfaco de rullagroj kaj trovis ke la kontraŭ-eluziĝo de rullagroj estis signife plibonigita kaj la filmoj deponitaj sur la surfaco povis tute anstataŭigi la lagron. funkcio de ekstrema premo kontraŭ-eluziĝo aldonaĵoj.Joachim, Franz et al.en Germanio uzis PVD-teknologion por prepari WC/C-filmojn montrantajn bonegajn kontraŭ-lacigajn ecojn, pli altajn ol tiuj de lubrikaĵoj enhavantaj EP-aldonaĵojn, rezulto kiu simile donas la eblecon anstataŭigi damaĝajn aldonaĵojn per tegaĵoj.E. Lugscheider et al.de la Instituto pri Materiala Scienco, Teknika Universitato de Aachen, Germanio, kun financado de la DFG (GermanResearch Commission), pruvis signifan pliiĝon en lacecrezisto post deponado de taŭgaj filmoj sur 100Cr6-ŝtalo uzante PVD-teknologion.Krome, Usono General Motors komencis en sia VolvoS80Turbo tipo aŭto ilaro surfaca deponaĵo filmo plibonigi laceco pitting rezisto;la fama kompanio Timken lanĉis la nomon ES200 ilara surfaca filmo;registrita varmarko MAXIT ilara tegaĵo aperis en Germanio;registrita varmarko Graphit-iC kaj Dymon-iC respektive Gear-tegaĵoj kun la registritaj varmarkoj Graphit-iC kaj Dymon-iC ankaŭ haveblas en Britio.
Kiel gravaj rezervaj partoj de mekanika transdono, ilaroj ludas gravan rolon en industrio, do estas tre grava praktika signifo studi la aplikon de ceramikaj materialoj sur ilaroj.Nuntempe, la inĝenieraj ceramikaĵoj aplikitaj al la ilaroj estas ĉefe la sekvaj.
1、TiN-tega tavolo
1、TiN
Jona tegaĵo TiN-ceramika tavolo estas unu el la plej uzataj surfacaj modifitaj tegaĵoj kun alta malmoleco, alta adhera forto, malalta frota koeficiento, bona koroda rezisto, ktp. Ĝi estis vaste uzata en diversaj kampoj, precipe en industrio de iloj kaj muldiloj.La ĉefa kialo influanta la aplikon de ceramika tegaĵo sur ilaroj estas la liga problemo inter ceramika tegaĵo kaj substrato.Ĉar la laborkondiĉoj kaj influfaktoroj de ilaroj estas multe pli komplikaj ol tiuj de iloj kaj muldiloj, la apliko de ununura TiN-tegaĵo sur ilara surfactraktado estas tre limigita.Kvankam ceramika tegaĵo havas la avantaĝojn de alta malmoleco, malalta frota koeficiento kaj koroda rezisto, ĝi estas fragila kaj malfacile akiri pli dikan tegaĵon, do ĝi bezonas altan malmolecon kaj altan fortan substraton por subteni la tegaĵon por ludi ĝiajn trajtojn.Tial, ceramika tegaĵo estas plejparte uzita por karburo kaj altrapida ŝtala surfaco.La ilara materialo estas mola kompare kun la ceramika materialo, kaj la diferenco inter la naturo de la substrato kaj la tegaĵo estas granda, do la kombinaĵo de la tegaĵo kaj la substrato estas malbona, kaj la tegaĵo ne sufiĉas por subteni la tegaĵon, farante. la tegaĵo facile defali en la procezo de uzo, ne nur ne povas ludi la avantaĝojn de la ceramika tegaĵo, sed la ceramikaj tegaĵoj, kiuj defalas, kaŭzos abrasivan eluziĝon de la ilaro, plirapidigante la eluziĝon de la ilaro.La nuna solvo estas uzi kompozitan surfacan traktadon teknologion por plibonigi la ligon inter la ceramikaĵo kaj la substrato.Komponita surfaca traktado-teknologio rilatas al la kombinaĵo de fizika vapora deponaĵa tegaĵo kaj aliaj surfacaj traktadprocezoj aŭ tegaĵoj, uzante du apartajn surfacojn/subsurfacojn por modifi la surfacon de la substrata materialo por akiri kunmetitajn mekanikajn trajtojn, kiuj ne povas esti atingitaj per ununura surfaca traktadprocezo. .TiN-kompona tegaĵo deponita per jona nitrurado kaj PVD estas unu el la plej esploritaj kunmetitaj tegaĵoj.La plasmo-nitrura substrato kaj TiN-ceramika kunmetita tegaĵo havas fortan ligon kaj la eluziĝorezisto estas signife plibonigita.
La optimuma dikeco de TiN-filma tavolo kun bonega eluziĝorezisto kaj filmbaza ligo estas ĉirkaŭ 3~4μm.Se la dikeco de la filmtavolo estas malpli ol 2μm, la eluziĝo-rezisto ne estos signife plibonigita.Se la dikeco de la filmtavolo estas pli ol 5μm, la filmbaza ligo malpliiĝos.
2 、 Multi-tavola, mult-komponenta TiN-tegaĵo
Kun la laŭpaŝa kaj disvastigita apliko de TiN-tegaĵoj, ekzistas pli kaj pli da esploradoj pri kiel plibonigi kaj plibonigi TiN-tegaĵojn.En la lastaj jaroj, plurkomponentaj tegaĵoj kaj plurtavolaj tegaĵoj estis evoluigitaj surbaze de binaraj TiN-tegaĵoj, kiel ekzemple Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN. /Al2O3, ktp. Aldonante elementojn kiel Al kaj Si al TiN-tegaĵoj, la rezisto al alt-temperatura oksidado kaj malmoleco de la tegaĵoj povas esti plibonigitaj, dum aldonado de elementoj kiel ekzemple B povas plibonigi la malmolecon kaj adheran forton de la tegaĵoj.
Pro la komplekseco de la plurkomponenta komponado, ekzistas multaj konfliktoj en ĉi tiu studo.En la studo de (Tix,Cr1-x)N plurkomponentaj tegaĵoj, ekzistas granda diskutado en la esplorrezultoj.Kelkaj homoj kredas ke (Tix,Cr1-x)N-tegaĵoj estas bazitaj sur TiN, kaj Cr povas nur ekzisti en la formo de anstataŭiga solida solvo en la TiN-punkta matrico, sed ne kiel aparta CrN-fazo.Aliaj studoj montras, ke la nombro da Cr-atomoj rekte anstataŭantaj Ti-atomojn en (Tix,Cr1-x)N-tegaĵoj estas limigita, kaj la restanta Cr ekzistas en la unuŝtato aŭ formas kunmetaĵojn kun N. La eksperimentaj rezultoj montras, ke la aldono de Cr. al la tegaĵo reduktas la surfacan partiklograndecon kaj pliigas la malmolecon, kaj la malmoleco de la tegaĵo atingas sian plej altan valoron kiam la masa procento de Cr atingas 3l%, sed la interna streĉo de la tegaĵo ankaŭ atingas sian maksimuman valoron.
3、Alia tega tavolo
Aldone al la ofte uzitaj TiN-tegaĵoj, multaj malsamaj inĝenieristikceramikaĵoj estas uzitaj por ilarsurfacfortigo.
(1) Y.Terauchi et al.de Japanio studis la reziston al frota eluziĝo de titankarbido aŭ titannitruro ceramikaj ilaroj deponitaj per la vapordemetmetodo.La ilaroj estis karburitaj kaj poluritaj por atingi surfacmalmolecon de proksimume HV720 kaj surfacan malglatecon de 2.4 μm antaŭ tegaĵo, kaj la ceramikaj tegaĵoj estis preparitaj per kemia vapordemetado (CVD) por titankarbido kaj per fizika vapordemetado (PVD) por titannitruro, kun ceramika filmdikeco de proksimume 2 μm.La frikciaj eluziĝopropraĵoj estis esploritaj en la ĉeesto de oleo kaj seka frotado, respektive.Estis trovite ke la frotrezisto kaj gratvundeto de la ilarmalvirto estis sufiĉe plifortigitaj post tegaĵo per ceramikaĵo.
(2) Kunmetita tegaĵo de kemie kovrita Ni-P kaj TiN estis preparita per antaŭ-kovraĵo de Ni-P kiel transira tavolo kaj poste deponante TiN.La studo montras, ke la surfaca malmoleco de ĉi tiu kunmetaĵa tegaĵo estis certagrade plibonigita, kaj la tegaĵo estas pli bone kunligita kun la substrato kaj havas pli bonan eluziĝoreziston.
(3) WC/C, B4C maldika filmo
M. Murakawa et al., Sekcio de Mekanika Inĝenierado, Japana Instituto pri Teknologio, uzis PVD-teknologion por deponi WC/C maldikan filmon sur la surfaco de ilaroj, kaj ĝia funkcidaŭro estis trioble tiu de ordinaraj estingitaj kaj muelitaj ilaroj sub oleo- liberaj lubrikaj kondiĉoj.Franz J et al.uzis PVD-teknologion por deponi WC/C kaj B4C maldikan filmon sur la surfaco de FEZ-A kaj FEZ-C ilaroj, kaj la eksperimento montris, ke la PVD-tegaĵo signife reduktis la ilaron frotado, igis la ilaron malpli susceptible al varma gluado aŭ gluado, kaj plibonigis la ŝarĝan kapaciton de la ilaro.
(4) CrN-filmoj
CrN-filmoj estas similaj al TiN-filmoj en tio ke ili havas pli altan malmolecon, kaj CrN-filmoj estas pli rezistemaj al alta temperatura oksigenado ol TiN, havas pli bonan korodreziston, pli malaltan internan streson ol TiN-filmoj, kaj relative pli bonan fortecon.Chen Ling et preparis eluziĝon imunan TiAlCrN/CrN kunmetitan filmon kun bonega filmo-bazita ligo sur la surfaco de HSS, kaj ankaŭ proponis la dislokigan stakteorion de plurtavola filmo, se la disloka energia diferenco inter du tavoloj estas granda, la dislokiĝo okazas. en unu tavolo estos malfacile transiri ĝian interfacon en la alian tavolon, tiel formante la dislokiĝon stakigante ĉe la interfaco kaj ludante la rolon de plifortigo de la materialo.Zhong Bin et studis la efikon de nitrogena enhavo sur la fazstrukturo kaj frota eluziĝo propraĵoj de CrNx-filmoj, kaj la studo montris, ke la Cr2N (211) difraktopinto en la filmoj iom post iom malfortiĝis kaj la CrN (220) pinto iom post iom plifortiĝis kun la pliiĝo. de N2 enhavo, la grandaj partikloj sur la filmsurfaco iom post iom malpliiĝis kaj la surfaco tendencis esti plata.Kiam la N2-aerumado estis 25 ml/min (cela fonta arkkurento estis 75 A, la deponita CrN-filmo havas bonan surfackvaliton, bonan malmolecon kaj bonegan eluziĝoreziston kiam la N2-aerumado estas 25ml/min (cela fonta arkkurento estas 75A, negativa). premo estas 100V).
(5) Supermalmola filmo
Superhard filmo estas la solida filmo kun malmoleco pli granda ol 40GPa, bonega eluziĝo-rezisto, alta temperatura rezisto kaj malalta frota koeficiento kaj malalta termika ekspansio-koeficiento, ĉefe amorfa diamanta filmo kaj CN-filmo.Amorfaj diamantaj filmoj havas amorfajn trajtojn, neniun longdistancan ordigitan strukturon, kaj enhavas grandan nombron da CC kvaredraj ligoj, do ili ankaŭ estas nomitaj kvaredraj amorfaj karbonfilmoj.Kiel speco de amorfa karbona filmo, diamant-simila tegaĵo (DLC) havas multajn bonegajn ecojn similajn al diamanto, kiel alta varmokondukteco, alta malmoleco, alta elasta modulo, malalta koeficiento de termika ekspansio, bona kemia stabileco, bona eluziĝorezisto kaj malalta frota koeficiento.Estis montrite, ke tegado de diamant-similaj filmoj sur ilarsurfacoj povas plilongigi la funkcidaŭron je faktoro de 6 kaj signife plibonigi la lacecreziston.CN-filmoj, ankaŭ konataj kiel amorfaj karbon-nitrogenaj filmoj, havas kristalstrukturon similan al tiu de β-Si3N4 kovalentaj kunmetaĵoj kaj ankaŭ estas konataj kiel β-C3N4.Liu kaj Cohen et al.plenumis rigorajn teoriajn kalkulojn uzante pseŭdopotencajn bandajn kalkulojn de la unua-natura principo, konfirmis, ke β-C3N4 havas grandan ligan energion, stabilan mekanikan strukturon, almenaŭ unu substabila stato povas ekzisti, kaj ĝia elasta modulo estas komparebla al diamanto, kun bonaj propraĵoj, kiuj povas efike plibonigi la surfacan malmolecon kaj eluziĝoreziston de la materialo kaj redukti la frotkoeficienton.
(6) Alia aloja eluziĝo-imuna tega tavolo
Iuj alojaj eluziĝorezistaj tegaĵoj ankaŭ estis provitaj esti aplikitaj al ilaroj, ekzemple, la demetaĵo de aloja tavolo de Ni-P-Co sur la dentosurfaco de 45# ŝtalaj ilaroj estas aloja tavolo por akiri ultra-fajnan grenan organizon, kiu povas plilongigi la vivon ĝis 1.144 ~ 1.533 fojojn.Oni ankaŭ studis, ke Cu-metala tavolo kaj Ni-W-aloja tegaĵo estas aplikataj sur la dentosurfaco de Cu-Cr-P-aloja gisfera ilaro por plibonigi ĝian forton;Ni-W kaj Ni-Co aloja tegaĵo estas aplikata sur la denta surfaco de HT250 gisfera ilaro por plibonigi la eluziĝoreziston je 4~6 fojojn kompare kun la netegita ilaro.
Afiŝtempo: Nov-07-2022