Cleachtadh teicneolaíocht taisce PVD le blianta fada mar theicneolaíocht modhnú dromchla nua, go háirithe teicneolaíocht sciath ian folúis, a bhfuil forbairt mhór faighte aige le blianta beaga anuas agus a úsáidtear go forleathan anois i gcóireáil uirlisí, múnlaí, fáinní loine, giaranna agus comhpháirteanna eile. .Is féidir leis na giaranna brataithe a ullmhaítear le teicneolaíocht sciath ian bhfolús an comhéifeacht frithchuimilte a laghdú go suntasach, feabhas a chur ar fhrith-chaitheamh agus frith-chreimeadh áirithe, agus tá siad tar éis éirí mar fhócas agus ar láthair te taighde i réimse na teicneolaíochta neartú dromchla fearas.
Is iad na hábhair choitianta a úsáidtear le haghaidh giaranna ná cruach brionnaithe, cruach teilgthe, iarann teilgthe, miotail neamhfheiriúla (copar, alúmanam) agus plaistigh.Tá cruach den chuid is mó 45 cruach, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl.Cruach ísealcharbóin a úsáidtear go príomha i 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo.Úsáidtear cruach brionnaithe i giaranna níos forleithne mar gheall ar a fheidhmíocht níos fearr, agus úsáidtear cruach teilgthe de ghnáth chun giaranna a mhonarú le trastomhas> 400mm agus struchtúr casta.Giaranna iarann teilgthe frith-gliú agus friotaíocht pitting, ach an easpa tionchair agus friotaíocht a chaitheamh, go príomha le haghaidh obair chobhsaí, nach bhfuil cumhacht luas íseal nó méid mór agus cruth casta, is féidir oibriú faoi choinníoll an easpa lubrication, oiriúnach le haghaidh oscailte tras-seoladh.Is miotail neamhfheiriúla a úsáidtear go coitianta ná cré-umha stáin, cré-umha alúmanam-iarann agus cóimhiotal alúmanaim réitigh, a úsáidtear go coitianta i ndéantúsaíocht tuirbíní nó giaranna, ach tá na hairíonna sleamhnáin agus frith-fhrithchuimilte bochta, ach amháin le haghaidh éadrom, meán-ualach agus íseal-luas. giaranna.Úsáidtear giaranna ábhar neamh-mhiotalacha go príomha i réimsí áirithe le ceanglais speisialta, mar shampla lubrication saor ó ola agus ard-iontaofacht.Réimse na gcoinníollacha cosúil le truailliú íseal, cosúil le fearais tí, trealamh leighis, innealra bia agus innealra teicstíle.
Ábhair sciath fearas
Is ábhair thar a bheith geallta iad ábhair ceirmeacha innealtóireachta le neart ard agus cruas, go háirithe friotaíocht teasa den scoth, seoltacht íseal teirmeach agus leathnú teirmeach, friotaíocht ard caitheamh agus friotaíocht ocsaídiúcháin.Tá líon mór staidéir tar éis a thaispeáint go bhfuil ábhair ceirmeacha resistant teasa go bunúsach agus go bhfuil caitheamh íseal acu ar mhiotail.Dá bhrí sin, is féidir le húsáid ábhair ceirmeacha in ionad ábhair mhiotail le haghaidh páirteanna caitheamh-resistant feabhas a chur ar shaol an fho-fhrithchuimilte, is féidir le cuid de na hábhair ard-teocht agus ard-chaitheamh-resistant, ilfheidhmeach agus riachtanais diana eile a chomhlíonadh.Faoi láthair, baineadh úsáid as ábhair ceirmeacha innealtóireachta i ndéantúsaíocht páirteanna teas-resistant inneall, tarchur meicniúil sna codanna caitheamh, trealamh ceimiceach sna codanna creimeadh-resistant agus páirteanna séalaithe, ag éirí níos mó a léiríonn cur i bhfeidhm leathan ionchais ábhar ceirmeach.
Tá tábhacht mhór ag tíortha forbartha mar an Ghearmáin, an tSeapáin, na Stáit Aontaithe, an Ríocht Aontaithe agus tíortha eile le forbairt agus cur i bhfeidhm ábhar ceirmeach innealtóireachta, ag infheistiú go leor airgid agus daonchumhachta chun teoiric phróiseála agus teicneolaíocht na criadóireachta innealtóireachta a fhorbairt.Sheol an Ghearmáin clár ar a dtugtar “SFB442″, arb é is aidhm dó teicneolaíocht PVD a úsáid chun scannán oiriúnach a shintéisiú ar dhromchla na gcodanna chun an meán bealaithe a d’fhéadfadh a bheith díobhálach don chomhshaol agus don chorp daonna a athsholáthar.D'úsáid PW Gold agus daoine eile sa Ghearmáin an maoiniú ó SFB442 chun teicneolaíocht PVD a chur i bhfeidhm chun scannáin tanaí a thaisceadh ar dhromchla imthacaí rollta agus fuarthas amach go raibh feabhas mór tagtha ar fheidhmíocht frith-chaitheamh imthacaí rollta agus go bhféadfadh na scannáin a thaisceadh ar an dromchla a athsholáthar go hiomlán. feidhm na mbreiseán frith-chaitheamh brú mhór.Joachim, Franz et al.sa Ghearmáin bhain úsáid as teicneolaíocht PVD chun scannáin WC/C a ullmhú a thaispeánann airíonna frith-tuirse den scoth, níos airde ná iad siúd a bhaineann le bealaí ina bhfuil breiseáin PE, toradh a thugann an fhéidearthacht bratuithe a chur in ionad breiseáin díobhálacha.E. Lugscheider et al.d'Institiúid Eolaíochta Ábhar, Ollscoil Theicniúil Aachen, an Ghearmáin, le maoiniú ón DFG (Coimisiún Taighde na Gearmáine), léirigh méadú suntasach ar fhriotaíocht tuirse tar éis scannáin chuí a thaisceadh ar chruach 100Cr6 ag baint úsáide as teicneolaíocht PVD.Ina theannta sin, tá tús curtha ag General Motors na Stát Aontaithe ina scannán taisce dromchla fearas cineál VolvoS80Turbo chun friotaíocht pitting tuirse a fheabhsú;tá an t-ainm scannán dromchla fearas ES200 seolta ag an gcuideachta cáiliúil Timken;Trádmharc cláraithe tá sciath fearas MAXIT le feiceáil sa Ghearmáin;trádmharc cláraithe Graphit-iC agus Dymon-iC faoi seach Tá bratuithe fearas leis na trádmharcanna cláraithe Graphit-iC agus Dymon-iC ar fáil sa RA freisin.
Mar páirteanna spártha tábhachtacha de tharchur meicniúil, tá ról tábhachtach ag giaranna sa tionscal, agus mar sin tá tábhacht phraiticiúil an-tábhachtach ag baint le staidéar a dhéanamh ar chur i bhfeidhm ábhar ceirmeach ar ghiaranna.Faoi láthair, is iad seo a leanas go príomha na criadóireacht innealtóireachta a chuirtear i bhfeidhm ar na giaranna.
1 、 ciseal sciath stáin
1, TiN
Sciath ian Tá ciseal ceirmeach TiN ar cheann de na bratuithe modhnaithe dromchla is mó a úsáidtear le cruas ard, neart greamaitheachta ard, comhéifeacht frithchuimilte íseal, friotaíocht maith creimeadh, etc. Tá sé in úsáid go forleathan i réimsí éagsúla, go háirithe i dtionscal uirlisí agus múnla.Is í an phríomhchúis a dhéanann difear do chur i bhfeidhm sciath ceirmeach ar ghiaranna an fhadhb nasctha idir an sciath ceirmeach agus an tsubstráit.Ós rud é go bhfuil na coinníollacha oibre agus na fachtóirí tionchair giaranna i bhfad níos casta ná iad siúd a bhaineann le huirlisí agus múnlaí, tá srian mór ar chur i bhfeidhm sciath aonair TiN ar chóireáil dromchla fearas.Cé go bhfuil na buntáistí a bhaineann le cruas ard, comhéifeacht frithchuimilte íseal agus friotaíocht creimeadh ag sciath ceirmeach, tá sé brittle agus deacair sciath níos tiús a fháil, agus mar sin tá cruas ard agus tsubstráit ard-neart ag teastáil chun tacú leis an sciath chun a saintréithe a imirt.Dá bhrí sin, úsáidtear sciath ceirmeach den chuid is mó le haghaidh chomhdhúile agus dromchla cruach ardluais.Tá an t-ábhar fearas bog i gcomparáid leis an ábhar ceirmeach, agus tá an difríocht idir nádúr an tsubstráit agus an sciath mór, agus mar sin tá an meascán den sciath agus an tsubstráit bocht, agus níl an sciath go leor chun tacú leis an sciath, ag déanamh an sciath éasca le titim amach sa phróiseas úsáide, ní hamháin nach féidir leis na buntáistí a bhaineann leis an sciath ceirmeach a imirt, ach beidh na cáithníní sciath ceirmeacha a thiteann amach ina chúis le caitheamh scríobach ar an bhfearas, rud a chuirfidh dlús le caitheamh na bhfearas.Is é an réiteach atá ann faoi láthair ná teicneolaíocht cóireála dromchla ilchodach a úsáid chun an banna idir an ceirmeach agus an tsubstráit a fheabhsú.Tagraíonn teicneolaíocht cóireála dromchla ilchodach don chomhcheangal de bhratú sil-leagain gal fisiceach agus próisis nó bratuithe cóireála dromchla eile, ag baint úsáide as dhá dhromchla / fhodhromchla ar leith chun dromchla ábhar an tsubstráit a mhodhnú chun airíonna meicniúla ilchodacha a fháil nach féidir a bhaint amach trí phróiseas cóireála dromchla amháin. .Tá sciath ilchodach tiN arna thaisceadh ag nítriding ian agus PVD ar cheann de na bratuithe ilchodacha is mó taighde.Tá nasc láidir ag an tsubstráit nítriding plasma agus sciath ilchodach ceirmeach TiN agus tá an friotaíocht caitheamh feabhsaithe go mór.
Is é an tiús is fearr de chiseal scannáin Stáin le friotaíocht caitheamh den scoth agus nascáil bonn scannáin thart ar 3 ~ 4μm.Má tá tiús na ciseal scannáin níos lú ná 2μm, ní fheabhsófar go mór an friotaíocht caitheamh.Má tá tiús na ciseal scannáin níos mó ná 5μm, laghdófar an nascáil bonn scannáin.
2, Il-ciseal, sciath stáin il-chomhpháirt
Le cur i bhfeidhm de réir a chéile agus forleathan bratuithe TiN, tá taighde níos mó agus níos mó ar siúl maidir le conas bratuithe Stáin a fheabhsú agus a fheabhsú.Le blianta beaga anuas, forbraíodh bratuithe il-chomhpháirteacha agus bratuithe ilchiseal bunaithe ar chótaí dénártha dénártha, mar shampla Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN. /Al2O3, etc. Trí eilimintí cosúil le Al agus Si a chur le bratuithe snáin, is féidir an fhriotaíocht ar ocsaídiú ardteochta agus cruas na bratuithe a fheabhsú, agus is féidir le gnéithe cosúil le B feabhas a chur ar chruas agus neart greamaitheachta na bratuithe.
Mar gheall ar chastacht an chomhdhéanamh multicomponent, tá go leor conspóidí sa staidéar seo.Agus staidéar á dhéanamh ar bhratuithe ilchomhpháirteacha (Tix,Cr1-x)N, tá conspóid mhór sna torthaí taighde.Creideann roinnt daoine go bhfuil bratuithe (Tix,Cr1-x)N bunaithe ar TiN, agus ní féidir le Cr a bheith ann ach i bhfoirm réiteach soladach athsholáthair sa mhaitrís poncanna TiN, ach ní mar chéim CrN ar leith.Léiríonn staidéir eile go bhfuil teorainn le líon na n-adamh Cr a ionadaíonn go díreach adamh Ti i bratuithe (Tix,Cr1-x)N, agus go bhfuil an Cr fágtha sa stát singil nó foirmíonn sé comhdhúile le N. Léiríonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil Cr curtha leis. go dtí an sciath laghdaítear méid na gcáithníní dromchla agus méadóidh sé an cruas, agus sroicheann cruas an sciath a luach is airde nuair a shroicheann an céatadán mais Cr 3l%, ach sroicheann strus inmheánach an sciath a luach uasta freisin.
3, ciseal sciath eile
Chomh maith leis na bratuithe TiN a úsáidtear go coitianta, úsáidtear go leor criadóireacht innealtóireachta éagsúla chun dromchla fearas a neartú.
(1)Y.Bhí Terauchi et al.na Seapáine staidéar ar fhriotaíocht chaitheamh cuimilte de chomhdhúile tíotáiniam nó nítríde tíotáiniam giaranna ceirmeacha thaisceadh leis an modh sil-leagan gaile.Carburized agus snasta na giaranna chun cruas dromchla de thart ar HV720 a bhaint amach agus garbh dromchla 2.4 μm roimh an sciath, agus ullmhaíodh na bratuithe ceirmeacha trí thaisceadh gaile ceimiceach (CVD) do chomhdhúile tíotáiniam agus trí thaisceadh gaile fisiciúil (PVD) le haghaidh nítríd tíotáiniam, le tiús scannán ceirmeach de thart ar 2 μm.Rinneadh imscrúdú ar airíonna caitheamh cuimilte i láthair ola agus cuimilte tirim, faoi seach.Fuarthas amach gur cuireadh feabhas mór ar fhriotaíocht galling agus ar fhriotaíocht scratch an vice giar tar éis a bheith brataithe le ceirmeach.
(2) Ullmhaíodh sciath ilchodach de Ni-P agus Stáin atá brataithe go ceimiceach trí Ni-P a réamh-bhratú mar chiseal trasdula agus ansin Stáin a thaisceadh.Léiríonn an staidéar go bhfuil cruas dromchla an sciath ilchodach seo feabhsaithe go pointe áirithe, agus tá an sciath nasctha níos fearr leis an tsubstráit agus tá friotaíocht caitheamh níos fearr aige.
(3) WC/C, scannán tanaí B4C
D’úsáid M. Murakawa et al., Roinn na hInnealtóireachta Meicniúla, Institiúid Teicneolaíochta na Seapáine, teicneolaíocht PVD chun scannán tanaí WC/C a thaisceadh ar dhromchla giaranna, agus bhí a shaol seirbhíse trí huaire níos mó ná na gnáthghiaranna múchta agus talún faoi ola- Coinníollacha lubrication saor in aisce,.Franz J et al.úsáid as teicneolaíocht PVD chun scannán tanaí WC/C agus B4C a thaisceadh ar dhromchla giaranna FEZ-A agus FEZ-C, agus léirigh an turgnamh gur laghdaigh an sciath PVD an frithchuimilt fearas go suntasach, go ndearna sé níos lú so-ghabhálach do ghlúáil te nó do ghlúáil te, agus d'fheabhsaigh sé cumas ualachiompartha an trealaimh.
(4) scannáin CrN
Tá scannáin CrN cosúil le scannáin TiN sa mhéid is go bhfuil cruas níos airde acu, agus tá scannáin CrN níos resistant d'ocsaídiú teocht ard ná TiN, tá friotaíocht creimeadh níos fearr acu, strus inmheánach níos ísle ná scannáin TiN, agus toughness réasúnta níos fearr.D'ullmhaigh Chen Ling et scannán ilchodach TiAlCrN/CrN caitheamh-resistant le nascáil scannán-bhunaithe den scoth ar dhromchla HSS, agus mhol sé freisin teoiric cruachta díláithrithe scannáin ilchiseal, má tá an difríocht fuinnimh díláithrithe idir dhá shraith mór, beidh an díláithriú ag tarlú. i sraith amháin beidh sé deacair a chomhéadan a thrasnú isteach sa chiseal eile, rud a chruthóidh an dílonnú cruachta ag an gcomhéadan agus an ról atá ag neartú an ábhair a imirt.Rinne Zhong Bin et staidéar ar éifeacht ábhar nítrigine ar struchtúr céim agus airíonna caitheamh cuimilte scannáin CrNx, agus léirigh an staidéar gur lagaigh buaic díraonta Cr2N (211) sna scannáin de réir a chéile agus feabhsaíodh buaic CrN (220) de réir a chéile leis an méadú. de ábhar N2, tháinig laghdú de réir a chéile ar na cáithníní móra ar dhromchla an scannáin agus bhí an claonadh ann go raibh an dromchla cothrom.Nuair a bhí an t-aerú N2 25 ml/nim (b é 75 A an sruth stua foinse sprice, tá dea-chaighdeán dromchla, cruas maith agus friotaíocht caitheamh den scoth ag an scannán CrN taiscthe nuair is é 25ml/nóim an t-aerú N2 (sruth stua foinse sprice 75A, diúltach). Is é an brú 100V).
(5) Scannán Superhard
Is é scannán Superhard an scannán soladach le cruas níos mó ná 40GPa, friotaíocht caitheamh den scoth, friotaíocht ardteochta agus comhéifeacht frithchuimilte íseal agus comhéifeacht leathnú teirmeach íseal, scannán Diamond éagruthach agus scannán CN den chuid is mó.Tá airíonna éagruthacha ag scannáin diamaint éagruthacha, gan aon struchtúr ordaithe fadraoin, agus tá líon mór bannaí teitrihéadrach CC iontu, agus mar sin tugtar scannáin charbóin éagruthacha tetrahedral orthu freisin.Mar chineál scannán carbóin éagruthach, tá go leor airíonna den scoth ag sciath cosúil le Diamond (DLC) cosúil le Diamond, mar shampla seoltacht teirmeach ard, cruas ard, modulus ard leaisteach, comhéifeacht íseal leathnú teirmeach, cobhsaíocht mhaith ceimiceach, friotaíocht caitheamh maith agus comhéifeacht frithchuimilte íseal.Tá sé léirithe gur féidir le sciath scannáin cosúil le diamaint ar dhromchlaí fearas saol na seirbhíse a leathnú trí fhachtóir 6 agus an fhriotaíocht tuirse a fheabhsú go suntasach.Tá struchtúr criostail ag scannáin CN, ar a dtugtar scannáin éagruthacha carbóin-nítrigine, cosúil leis an gceann de chomhdhúile comhfhiúsacha β-Si3N4 agus tugtar β-C3N4 orthu freisin.Liu agus Cohen et al.ríomhanna teoiriciúla dian a dhéanamh ag baint úsáide as ríomhanna pseudopotential banna ó phrionsabal an chéad-nádúr, dheimhnigh go bhfuil β-C3N4 fuinneamh ceangailteach mór, struchtúr meicniúil cobhsaí, is féidir ar a laghad stát fo-chobhsaí amháin a bheith ann, agus tá a modulus leaisteacha inchomparáide le Diamond, le dea-airíonna, ar féidir leo cruas dromchla agus friotaíocht caitheamh an ábhair a fheabhsú go héifeachtach agus an comhéifeacht frithchuimilte a laghdú.
(6) Ciseal sciath caitheamh-resistant eile cóimhiotail
Rinneadh iarracht freisin roinnt bratuithe caitheamh-resistant cóimhiotail a chur i bhfeidhm ar ghiaranna, mar shampla, is ciseal cóimhiotail é leagan ciseal cóimhiotail Ni-P-Co ar dhromchla fiacail giaranna cruach 45 # chun eagraíocht gráin ultra-mhín a fháil, is féidir leis an saol a leathnú suas le 1.144 ~ 1.533 uair.Tá staidéar déanta freisin go gcuirtear ciseal miotail Cu agus sciath cóimhiotail Ni-W i bhfeidhm ar dhromchla fiacail fearas iarann teilgthe cóimhiotail Cu-Cr-P chun a neart a fheabhsú;Cuirtear sciath cóimhiotail Ni-W agus Ni-Co i bhfeidhm ar dhromchla fiacail fearas iarann teilgthe HT250 chun an friotaíocht caitheamh a fheabhsú 4 ~ 6 huaire i gcomparáid leis an bhfearas neamhbhrataithe.
Am postála: Nov-07-2022