Teknolojiya kişandina gear

Teknolojiya depokirina PVD bi gelek salan wekî teknolojiyek nû ya guheztina rûkalê, nemaze teknolojiya nixumandina îyona valahiya, ku di van salên dawî de pêşkeftinek mezin bi dest xistiye û naha bi berfirehî di dermankirina amûr, qalib, zengilên piston, gemar û hêmanên din de tê bikar anîn. .Kevirên pêçandî yên ku ji hêla teknolojiya nixumandina îyona valahiya ve hatî amadekirin dikarin bi girîngî hejmûna kêşanê kêm bikin, dij-hilweşîn û hin antî-korozyonê baştir bikin, û di warê teknolojiya bihêzkirina rûbera gemarê de bûne navend û xala germ a lêkolînê.

Materyalên hevpar ên ku ji bo gemaran têne bikar anîn bi giranî pola qelandî, pola avêtin, hesin rijandin, metalên ne-fer (sifir, aluminium) û plastîk in.Pola bi gelemperî 45 pola, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl e.Pola karbonê ya kêm bi piranî di 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo de tê bikar anîn.Pola qelandî ji ber performansa xwe ya çêtir di gemaran de pirtir tê bikar anîn, dema ku pola avêtinê bi gelemperî ji bo çêkirina kelûpelên bi dirêjahî > 400 mm û strukturek tevlihev tê bikar anîn.Amûrên hesinî yên avêtinê li dijî zeliqandî û berxwedana pilingê, lê nebûna bandor û berxwedana lixwekirinê, nemaze ji bo xebata stabîl, hêz ne leza kêm an mezinahiya mezin û şeklê tevlihev e, dikare di bin şert û mercên nebûna rûnê de bixebite, ji bo vekirî maqûl e. dezgeh.Metalên ne-reng ên ku bi gelemperî têne bikar anîn bronz tin, bronz aluminium-hesin û alikariya aluminiumê avêtinê ye, ku bi gelemperî di çêkirina tûrbînan an gemaran de têne bikar anîn, lê taybetmendiyên lêçûn û li dijî xitimandinê xizan in, tenê ji bo sivik, barkirina navîn û leza kêm. gears.Germên maddî yên ne-metalîk bi giranî li hin zeviyên bi hewcedariyên taybetî têne bikar anîn, wekî rûnkirina bê rûn û pêbaweriya bilind.Qada şert û mercên wekî pîsbûna kêm, wekî amûrên malê, alavên bijîjkî, makîneyên xwarinê û makîneyên tekstîlê.

Materyalên kişandina gear

Materyalên seramîk ên endezyariyê materyalên bi hêz û serhişkiya bilind, nemaze berxwedana germê ya hêja, guheztina germî ya kêm û berbelavbûna germî, berxwedana cil û berxwedana bilind û berxwedana oksîdasyonê materyalên pir sozdar in.Hejmarek mezin lêkolînan destnîşan kir ku materyalên seramîk bi xwezayê germê berxwedêr in û li ser metalan kêm cil û berg in.Ji ber vê yekê, karanîna materyalên seramîk li şûna materyalên metal ên ji bo parçeyên berxwedêr dikare jiyana jêra kêşanê baştir bike, dikare hin ji germahiya bilind û materyalên berxwedêr ên berxwedêr, pir-fonksîyonel û pêdiviyên din ên dijwar bicîh bîne.Heya nuha, materyalên seramîk ên endezyariyê di çêkirina beşên berxwedêr ên germahiya motorê de, veguheztina mekanîkî ya di perçeyên cilê de, alavên kîmyewî yên di beşên berxwedêr-berxwedan û beşên morkirinê de hatine bikar anîn, her ku diçe serîlêdana berfireh a perspektîfên materyalên seramîk nîşan dide.

Welatên pêşkeftî yên wekî Almanya, Japonya, Dewletên Yekbûyî, Keyaniya Yekbûyî û welatên din girîngiyek mezin didin pêşkeftin û sepandina materyalên seramîk ên endezyariyê, veberhênana gelek drav û hêza mirovî dikin ji bo pêşxistina teoriya pêvajoyê û teknolojiya seramîkên endezyariyê.Almanya bernameyek bi navê "SFB442" dest pê kir, mebesta wê ew e ku teknolojiya PVD bikar bîne da ku fîlimek maqûl li ser rûyê perçeyan berhev bike da ku li şûna navgîna rûnê ya potansiyel zirardar a jîngehê û laşê mirovan bigire.PW Gold û yên din li Almanya fonên ji SFB442 bikar anîn da ku teknolojiya PVD bikar bînin da ku fîlimên nazik li ser rûbera hilgirên gerlandî veşêrin û dîtin ku performansa dijî-hilweşînê ya hilgirên gerlandî bi girîngî çêtir bûye û fîlimên ku li ser rûxê hatine razandin dikarin bi tevahî cîhê xwe bidin. fonksiyona pêvekên antî-cilê yên zexta giran.Joachim, Franz et al.li Almanya teknolojiya PVD bikar anî da ku fîlimên WC/C amade bike ku taybetmendiyên dij-westandinê yên hêja nîşan didin, ji yên lubrîcantên ku lêzêdeyên EP-ê hene bilindtir in, encamek ku bi heman rengî îhtîmala guheztina pêvekên zirardar bi cil û bergan re peyda dike.E. Lugscheider et al.ya Enstîtuya Zanistiya Materyalê, Zanîngeha Teknîkî ya Aachen, Almanya, bi fînansekirina DFG (Komîsyona Lêkolînê ya Alman), piştî ku fîlimên guncan li ser pola 100Cr6 bi karanîna teknolojiya PVD veşart, zêdebûnek girîng di berxwedana westandinê de nîşan da.Digel vê yekê, General Motors a Dewletên Yekbûyî dest bi fîlima rakêşana rûbera gerîdeya otomobîlê ya celebê VolvoS80Turbo kiriye da ku berxwedana qutbûna westandinê baştir bike;Şirketa navdar Timken navê ES200 fîlima rûbera gear da destpêkirin;Nîşana tîcarî ya qeydkirî MAXIT pêlava pêlavê li Elmanyayê xuya bû;Nîşana tîcarî ya qeydkirî Graphit-iC û Dymon-iC, bi rêzê, pêlavên Gear bi marqeyên qeydkirî Graphit-iC û Dymon-iC jî li Keyaniya Yekbûyî hene.

Wekî parçeyek girîng a veguheztina mekanîkî, gemar di pîşesaziyê de rolek girîng dileyzin, ji ber vê yekê girîngiya pratîkî ya pir girîng e ku meriv serîlêdana materyalên seramîk li ser pêlavan lêkolîn bike.Heya nuha, seramîkên endezyariyê yên ku li gemaran têne sepandin bi gelemperî jêrîn in.

1, Tebeqeya pêlêdana TiN
1, TiN

Rakirina îyonê TiN qatê seramîk yek ji wan pêlavên guhezbar ên rûvî yên ku herî zêde tê bikar anîn e ku bi serhişkiya bilind, hêza adhesionê ya bilind, rêjeya kêşanê ya kêm, berxwedana korozyonê ya baş, hwd. Ew bi berfirehî di warên cihêreng de, nemaze di pîşesaziya amûr û qalib de, hatî bikar anîn.Sedema bingehîn a ku bandorê li ser sepana pêlava seramîk a li ser pêlavan dike, pirsgirêka girêdana di navbera pêlava seramîk û substratê de ye.Ji ber ku şert û mercên xebatê û faktorên bandorker ên gemaran ji yên alav û qalibên pir tevlihevtir in, serîlêdana yek reng TiN li ser dermankirina rûbera gemarê pir tê sînordar kirin.Her çend pêlava seramîk xwedan avantajên serhişkiya bilind, hevsengiya felqê ya kêm û berxwedana korozyonê ye jî, peydakirina pêvek stûrtir şirîn û dijwar e, ji ber vê yekê ji bo ku taybetmendiyên xwe bilîze pêdivî bi serhişkek bilind û bi hêzek bilind heye.Ji ber vê yekê, pêlava seramîk bi piranî ji bo rûbera pola karbîd û leza bilind tê bikar anîn.Materyalên gemarê li gorî materyalê seramîk nerm e, û ferqa di navbera xwezaya substratê û xêzkirinê de mezin e, ji ber vê yekê tevhevkirina xêz û jêrzemînê xizan e, û cil û berg têra piştgirîkirina cilê nake, çêkirina cilê di pêvajoya karanînê de bi hêsanî ji holê radibe, ne tenê nekare avantajên pêlava seramîk bilîze, lê perçeyên pêlavê yên seramîk ên ku ji holê radibin dê bibe sedema cil û bergên abrasive li ser amûrê, lezkirina windakirina kincê ya kelûmêlê zûtir bike.Çareseriya heyî ev e ku meriv teknolojiya dermankirina rûbera tevlihev bikar bîne da ku girêdana di navbera seramîk û substratê de baştir bike.Teknolojiya dermankirina rûkalê ya pêkhatî tê wateya tevhevkirina rûkala rûxandina vaporê ya laşî û pêvajoyên din ên dermankirina rûkalê an cil û bergên din, bi karanîna du rûxar / binerdên cihêreng ji bo guheztina rûyê materyalê substratê ji bo bidestxistina taybetmendiyên mekanîkî yên pêkhatî yên ku bi yek pêvajoyek dermankirina rûkalê nayê bidestxistin. .Kişandina pêkhatî ya TiN ku ji hêla nitriding ion û PVD ve hatî razandin yek ji wan pêlavên pêkhatî yên herî lêkolînkirî ye.Substrata nitrokirina plazmayê û pêlava tevlihev a seramîk a TiN xwedan girêdanek xurt e û berxwedana cilê bi girîngî çêtir dibe.

Zêdebûna herî baş a qatê fîlimê TiN bi berxwedana cil û bergên hêja û girêdana bingeha fîlimê bi qasî 3 ~ 4μm e.Ger stûrahiya fîlimê ji 2μm kêmtir be, dê berxwedana kincê bi girîngî neyê çêtir kirin.Ger qalindahiya qata fîlimê ji 5μm zêdetir be, dê girêdana bingeha fîlimê kêm bibe.

2 、Pir-tebeq, pir-pêkhatî ya TiN

Bi sepana gav bi gav û berbelav a cil û bergên TiN, her ku diçe bêtir lêkolîn li ser ka meriv çawa cil û bergên TiN çêtir dike û zêde dike.Di van salên dawî de, cil û bergên pir-pêkhatî û pêlavên pirreng li ser bingeha cil û bergên TiN-ê yên binary, wekî Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN hatine pêşve xistin. /Al2O3, hwd.. Bi lêzêdekirina hêmanên wekî Al û Si li cil û bergên TiN, berxwedana li hember oksîdasyona germahiya bilind û serhişkiya kelûpelan dikare baştir bibe, lê zêdekirina hêmanên wekî B dikare serhişkî û hêza adhezîyonê ya pêçan baştir bike.

Ji ber tevlîheviya pêkhateya pirparçeyî, di vê lêkolînê de gelek nakokî hene.Di lêkolîna (Tix,Cr1-x)N cil û bergên pir pêkhatî de, di encamên lêkolînê de nakokîyek mezin heye.Hin kes bawer dikin ku pêlên (Tix,Cr1-x)N li ser bingeha TiN-ê têne çêkirin, û Cr tenê dikare di forma çareseriya zexm a veguheztinê de di matrixa xala TiN de hebe, lê ne wekî qonaxek CrN ya cihêreng.Lêkolînên din destnîşan dikin ku hejmara atomên Cr rasterast li şûna atomên Ti di cil û bergên (Tix,Cr1-x)N de bisînor e, û Cr ya mayî di rewşa yekalî de heye an bi N re pêkhateyan çêdike. Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku zêdekirina Cr ji bo xêzkirinê mezinahiya pariyên rûkalê kêm dike û serhişkiyê zêde dike, û serhişkiya paldankê digihîje nirxa xwe ya herî bilind dema ku rêjeya girseya Cr digihîje 3l%, lê stresa hundurîn a pêlê jî digihîje nirxa herî zêde.

3, Tebeqeya pêvekirina din

Digel pêlên TiN-ê yên ku bi gelemperî têne bikar anîn, gelek seramîkên endezyariyê yên cihêreng ji bo xurtkirina rûbera gemarê têne bikar anîn.

(1)Y.Terauchi et al.ya Japonî li ser berxwedana li hember xitimandina karbîdên titanium an titanyum nitride gearên seramîk ên ku bi rêbaza depokirina buharê hatine razandin lêkolîn kir.Çêker hatin karburîzekirin û paqijkirin da ku bigihîjin serhişkiya rûberê ya bi qasî HV720 û hişkiya rûberê 2,4 μm berî xêzkirinê, û pêlavên seramîk ji bo karbîd tîtanyûmê (CVD) ji bo karbîdên tîtanium û bi hilanîna vapora laşî (PVD) ve hatine amadekirin. nîtrîda titanium, bi qalindahiya fîlima seramîk a bi qasî 2 μm.Taybetmendiyên kincên kêşanê, bi rêzê, di hebûna rûn û kêşa hişk de hatin lêkolîn kirin.Hat dîtin ku berxwedana gemarê û berxwedana xişandinê ya cîgirê gemarê piştî ku bi seramîk ve hatî kişandin bi giranî zêde bûye.

(2) Kişandina pêkhatî ya Ni-P û TiN-a ku bi kîmyewî hatî pêçandî bi pêş-pêçkirina Ni-P wekî qatek veguhêz hate amadekirin û dûv re jî TiN hate razandin.Lêkolîn destnîşan dike ku serhişkiya rûyê vê pêlava pêkhatî heya radeyekê baştir bûye, û çîçek çêtir bi substratê ve tê girêdan û xwedan berxwedana cilê çêtir e.

(3) WC/C, fîlima zirav B4C
M. Murakawa et al., Beşa Endezyariya Mekanîkî, Enstîtuya Teknolojiyê ya Japonyayê, teknolojiya PVD bikar anî da ku fîlima zirav a WC/C li ser rûyê gemaran rabike, û jiyana karûbarê wê sê qat ji ya alavên asayî yên qutkirî û zevî di bin rûn de bû. şert û mercên lubrication belaş.Franz J et al.teknolojiya PVD bikar anî da ku fîlima zirav a WC/C û B4C li ser rûbera kelûpelên FEZ-A û FEZ-C rabike, û ceribandinê destnîşan kir ku pêlava PVD bi girîngî kêşeya gemarê kêm kir, kir ku gemar kêmtir ji zeliqandina germê an zeliqandinê re têkildar be. û kapasîteya bargiraniyê ya gearê çêtir kir.

(4) Fîlmên CrN
Fîlmên CrN bi fîlimên TiN re dişibin fîlimên TiN ku ew xwedan serhişkiya bilindtir in, û fîlimên CrN li hember oksîdasyona germahiya bilind ji TiN re berxwedêr in, xwedan berxwedana korozyonê çêtir in, stresa hundurîn kêmtir ji fîlimên TiN, û hişkbûna nisbeten çêtir in.Chen Ling et fîlimek pêkhatî ya TiAlCrN/CrN-berxwedêr a lihevhatî amade kir ku bi girêdana bingehîn a fîlimê ya hêja li ser rûyê HSS-ê, û di heman demê de teoriya stûna veqetandinê ya fîlima pirreng jî pêşniyar kir, heke ferqa enerjiya veqetandinê di navbera du qatan de mezin be, jihevketin çêdibe. di yek qatekê de dê dijwar be ku navbeynkariya wê derbasî qata din bibe, bi vî rengî veqetandina li ser navberê çêdike û rola bihêzkirina materyalê dilîze.Zhong Bin et bandora naveroka nîtrojenê li ser strukturên qonax û taybetmendiyên cil û bergên fîlimên CrNx lêkolîn kir, û lêkolînê destnîşan kir ku lûtkeya difraksîyonê ya Cr2N (211) di fîlan de hêdî hêdî qels dibe û lûtkeya CrN (220) hêdî hêdî bi zêdebûnê re zêde dibe. ji naveroka N2, perçeyên mezin ên li ser rûbera fîlimê hêdî hêdî kêm bûn û rûber meyldar bû ku rût bibe.Dema ku hewaya N2 25 ml/min bû (herika kemera çavkaniya armancê 75 A bû, fîlima CrN-ya razandî xwedan qalîteya rûkalê baş, serhişkiya baş û berxwedana cilê ya hêja ye dema ku hewaya N2 25 ml/min e (herika kemera çavkaniya armanc 75A ye, neyînî ye. zext 100V e).

(5) Fîlma Superhard
Fîlma Superhard fîlimek zexm e ku bi serhişkiya ji 40GPa mezintir e, berxwedana liberxwedanê ya hêja, berxwedana germahiya bilind û hevahenga lêkdana nizm û rêjeya berfirehbûna germî ya kêm, bi giranî fîlima almasê amorf û fîlima CN.Fîlimên almasê yên amorf xwedan taybetmendiyên amorf in, ne avahiyek rêzkirî ya dûr û dirêj e, û hejmareke mezin ji bendên CC-tetrahedral dihewîne, ji ber vê yekê ji wan re fîlimên karbonê yên amorf ên tetrahedral jî tê gotin.Wekî celebek fîlimek karbonê ya amorf, pêlava mîna elmasê (DLC) xwedan gelek taybetmendiyên hêja yên mîna elmas e, wekî guheztina germî ya bilind, serhişkiya bilind, modula elastîk a bilind, rêjeya kêmbûna berfirehbûna germê, aramiya kîmyewî ya baş, berxwedana lixwekirina baş û hevsengiya ferqê kêm.Hat destnîşan kirin ku fîlimên mîna almasê li ser rûberên gemarê xêzkirin dikare jiyana karûbarê bi faktorek 6 dirêj bike û bi girîngî berxwedana westandinê baştir bike.Fîlimên CN, ku wekî fîlimên karbon-nîtrojen amorf jî têne zanîn, xwedan avahiyek krîstalî ya mîna pêkhateyên covalent β-Si3N4 hene û wekî β-C3N4 jî têne zanîn.Liu û Cohen et al.Hesabên teorîkî yên hişk bi karanîna hesabên band pseudopotential ji prensîba yekem-xwezayê pêk anîn, piştrast kir ku β-C3N4 xwedan enerjiyek mezin a girêdanê ye, avahiyek mekanîkî ya domdar, bi kêmî ve yek dewletek jêr-îstîqrar dikare hebe, û modula wê ya elastîk bi almas re tê berhev kirin. xwedan taybetmendiyên baş e, ku dikare bi bandor serhişkiya rûberê û berxwedana liberxwedanê ya materyalê baştir bike û hevsengiya kêşanê kêm bike.

(6) Tebeqeya pêlava berxwedêr a alloyek din
Hin pêlavên berxwedêr ên alloyê di heman demê de hatine ceribandin ku li gemaran werin sepandin, mînakî, rûxandina qata alloyek Ni-P-Co li ser rûyê diranê 45# gemarên pola qatek alloyek e ku ji bo bidestxistina organîzasyona tovên pir xweşik e. ku dikare jiyanê heta 1.144 ~ 1.533 carî dirêj bike.Di heman demê de hate lêkolîn kirin ku tebeqeya metalê Cu û pêlava alloya Ni-W li ser rûyê diranê kelûmelê hesinê ji alloya Cu-Cr-P tê sepandin da ku hêza wê baştir bike;Ni-W û Ni-Co pêlava alloyê li ser rûyê diranê kelûmelê hesinê avêtinê HT250 tê sepandin da ku berxwedana kincê 4 ~ 6 carî li gorî kelûmelê neqişandî baştir bike.