Imọ-ẹrọ ifisilẹ PVD ti ṣe adaṣe fun ọpọlọpọ ọdun bi imọ-ẹrọ iyipada oju-aye tuntun, paapaa imọ-ẹrọ ion vacuum, eyiti o ti ni idagbasoke nla ni awọn ọdun aipẹ ati pe o ti lo ni lilo pupọ ni itọju awọn irinṣẹ, awọn mimu, awọn oruka piston, awọn jia ati awọn paati miiran. .Awọn jia ti a bo ti a pese silẹ nipasẹ imọ-ẹrọ ion ti a bo igbale le dinku ni pataki olùsọdipúpọ edekoyede, mu imudara aṣọ-iṣọ ati ipata diẹ, ati pe o ti di idojukọ ati aaye gbona ti iwadii ni aaye ti imọ-ẹrọ okun dada jia.
Awọn ohun elo ti o wọpọ ti a lo fun awọn jia jẹ pataki, irin ti a da, irin simẹnti, irin simẹnti, awọn irin ti kii ṣe irin (Ejò, aluminiomu) ati awọn pilasitik.Irin jẹ akọkọ 45 irin, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl.Irin carbon kekere ti a lo ni akọkọ ni 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo.Irin eke jẹ lilo pupọ ni awọn jia nitori iṣẹ ṣiṣe to dara julọ, lakoko ti irin simẹnti ni a maa n lo lati ṣe awọn jia pẹlu iwọn ila opin> 400mm ati eto eka.Simẹnti irin jia egboogi-lẹ pọ ati pitting resistance, ṣugbọn awọn aini ti ikolu ati wọ resistance, o kun fun idurosinsin iṣẹ, agbara ni ko kekere iyara tabi tobi iwọn ati ki o eka apẹrẹ, le ṣiṣẹ labẹ awọn majemu ti aini ti lubrication , o dara fun ìmọ gbigbe.Awọn irin ti kii ṣe irin-irin ti a lo nigbagbogbo jẹ idẹ tin, aluminiomu-irin idẹ ati simẹnti aluminiomu alloy, ti a lo nigbagbogbo ni iṣelọpọ awọn turbines tabi awọn jia, ṣugbọn sisun ati awọn ohun-ini egboogi-ija ko dara, nikan fun ina, fifuye alabọde ati iyara kekere. murasilẹ.Awọn ohun elo ohun elo ti kii ṣe irin ni akọkọ lo ni diẹ ninu awọn aaye pẹlu awọn ibeere pataki, gẹgẹbi lubrication ti ko ni epo ati igbẹkẹle giga.Aaye awọn ipo bii idoti kekere, bii awọn ohun elo ile, ohun elo iṣoogun, ẹrọ ounjẹ ati ẹrọ asọ.
Awọn ohun elo ti a bo jia
Awọn ohun elo seramiki ti imọ-ẹrọ jẹ awọn ohun elo ti o ni ileri pupọ pẹlu agbara giga ati líle, ni pataki resistance ooru ti o dara julọ, imudara igbona kekere ati imugboroja igbona, resistance yiya giga ati resistance ifoyina.Nọmba nla ti awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn ohun elo seramiki jẹ sooro igbona ti ara ati pe wọn ni yiya kekere lori awọn irin.Nitoribẹẹ, lilo awọn ohun elo seramiki dipo awọn ohun elo irin fun awọn ẹya ti o ni irẹwẹsi le mu igbesi aye ti iha ija, le pade diẹ ninu awọn iwọn otutu ti o ga ati awọn ohun elo sooro ti o ga, iṣẹ-ọpọlọpọ ati awọn ibeere lile miiran.Lọwọlọwọ, a ti lo awọn ohun elo seramiki ina-ẹrọ ni iṣelọpọ ti awọn ẹya ti o ni igbona ooru, gbigbe ẹrọ ni awọn ẹya yiya, ohun elo kemikali ninu awọn ẹya ti o ni ipata ati awọn apakan lilẹ, ṣafihan ohun elo jakejado ti awọn asesewa ohun elo seramiki.
Awọn orilẹ-ede ti o ni idagbasoke gẹgẹbi Germany, Japan, Amẹrika, United Kingdom ati awọn orilẹ-ede miiran ṣe pataki pataki si idagbasoke ati ohun elo ti awọn ohun elo seramiki ti imọ-ẹrọ, idoko-owo pupọ ati agbara eniyan lati ṣe idagbasoke ilana ilana ati imọ-ẹrọ ti awọn ohun elo amọ.Jẹmánì ti ṣe ifilọlẹ eto kan ti a pe ni “SFB442”, idi eyiti o jẹ lati lo imọ-ẹrọ PVD lati ṣajọpọ fiimu ti o dara lori dada ti awọn apakan lati rọpo alabọde lubricating ti o ni ipalara si agbegbe ati ara eniyan.PW Gold ati awọn miiran ni Jẹmánì lo igbeowosile lati SFB442 lati lo imọ-ẹrọ PVD lati fi awọn fiimu tinrin sori dada ti awọn bearings yiyi ati rii pe iṣẹ egboogi-aṣọ ti awọn bearings sẹsẹ ti ni ilọsiwaju ni pataki ati awọn fiimu ti o wa lori dada le rọpo patapata iṣẹ ti awọn iwọn titẹ egboogi-wọ additives.Joachim, Franz et al.ni Jẹmánì lo imọ-ẹrọ PVD lati ṣeto awọn fiimu WC / C ti n ṣe afihan awọn ohun-ini egboogi-irẹwẹsi ti o dara julọ, ti o ga ju awọn ti awọn lubricants ti o ni awọn afikun EP, abajade ti o jẹ ki o ṣeeṣe lati rọpo awọn afikun ipalara pẹlu awọn aṣọ.E. Lugscheider et al.ti Institute of Materials Science, Technical University of Aachen, Germany, pẹlu igbeowosile lati DFG (GermanResearch Commission), ṣe afihan ilosoke ti o pọju ni idaduro rirẹ lẹhin ti o fi awọn fiimu ti o yẹ sori 100Cr6 irin nipa lilo imọ-ẹrọ PVD.Ni afikun, awọn United States General Motors ti bere ninu awọn oniwe-VolvoS80Turbo iru ọkọ ayọkẹlẹ jia dada fiimu lati mu rirẹ pitting resistance;awọn gbajumọ Timken ile ti se igbekale awọn orukọ ES200 gear dada film;aami-iṣowo ti a forukọsilẹ MAXIT ti a bo jia ti han ni Germany;aami-išowo ti a forukọsilẹ Graphit-iC ati Dymon-iC lẹsẹsẹ Awọn aṣọ-ikele Gear pẹlu aami-iṣowo ti a forukọsilẹ ti Graphit-iC ati Dymon-iC tun wa ni UK.
Gẹgẹbi awọn ẹya pataki ti o ṣe pataki ti gbigbe ẹrọ, awọn jia ṣe ipa pataki ninu ile-iṣẹ, nitorinaa o jẹ iwulo to wulo pupọ lati ṣe iwadi ohun elo ti awọn ohun elo seramiki lori awọn jia.Lọwọlọwọ, awọn ohun elo amọ-ẹrọ ti a lo si awọn jia jẹ pataki ni atẹle.
1, TiN ti a bo Layer
1, TiN
Ion ti a bo TiN seramiki Layer jẹ ọkan ninu awọn ohun elo ti o lo pupọ julọ ti a ṣe atunṣe dada pẹlu lile lile, agbara adhesion giga, olusọdipúpọ kekere, resistance ipata ti o dara, bbl O ti lo pupọ ni awọn aaye pupọ, paapaa ni ọpa ati ile-iṣẹ mimu.Idi akọkọ ti o kan ohun elo ti abọ seramiki lori awọn jia jẹ iṣoro isunmọ laarin bo seramiki ati sobusitireti.Niwọn igba ti awọn ipo iṣẹ ati awọn ifosiwewe ti o ni ipa ti awọn jia jẹ idiju pupọ ju ti awọn irinṣẹ ati awọn apẹrẹ, ohun elo ti ibora TiN kan lori itọju dada jia jẹ ihamọ pupọ.Botilẹjẹpe ti a bo seramiki ni awọn anfani ti líle giga, olusọdipupọ edekoyede kekere ati resistance ipata, o jẹ brittle ati pe o nira lati gba ibora ti o nipon, nitorinaa o nilo líle giga ati sobusitireti agbara giga lati ṣe atilẹyin ibora lati le mu awọn abuda rẹ ṣiṣẹ.Nitorinaa, ti a bo seramiki jẹ lilo pupọ julọ fun carbide ati dada irin iyara to gaju.Awọn ohun elo jia jẹ asọ ti a fiwewe si ohun elo seramiki, ati iyatọ laarin iseda ti sobusitireti ati ibora jẹ nla, nitorinaa apapo ti a bo ati sobusitireti ko dara, ati pe ti a bo ko to lati ṣe atilẹyin ibora, ṣiṣe awọn ti a bo rorun lati subu ni pipa ni awọn ilana ti lilo, ko nikan ko le mu awọn anfani ti awọn seramiki ti a bo, ṣugbọn awọn seramiki ti a bo patikulu ti o ṣubu ni pipa yoo fa abrasive yiya lori awọn jia, iyara soke awọn yiya isonu ti awọn jia.Ojutu lọwọlọwọ ni lati lo imọ-ẹrọ itọju dada apapo lati mu ilọsiwaju pọ si laarin seramiki ati sobusitireti.Imọ-ẹrọ itọju dada idapọmọra tọka si apapọ ti ibora idasile oru ti ara ati awọn ilana itọju dada miiran tabi awọn ibora, ni lilo awọn ipele meji lọtọ / awọn abẹlẹ lati yipada dada ti ohun elo sobusitireti lati gba awọn ohun-ini ẹrọ idapọpọ ti ko le ṣe aṣeyọri nipasẹ ilana itọju dada kan ṣoṣo. .TiN ti a bo idapọmọra ti a fi silẹ nipasẹ ion nitriding ati PVD jẹ ọkan ninu awọn ohun elo idapọpọ ti a ṣe iwadi julọ.Sobusitireti pilasima nitriding ati ti a bo seramiki seramiki TiN ni asopọ ti o lagbara ati pe resistance resistance ti ni ilọsiwaju ni pataki.
Iwọn sisanra ti o dara julọ ti Layer fiimu TiN pẹlu resistance yiya ti o dara julọ ati isunmọ ipilẹ fiimu jẹ nipa 3 ~ 4μm.Ti sisanra ti Layer fiimu jẹ kere ju 2μm, aiṣedeede yiya kii yoo ni ilọsiwaju ni pataki.Ti sisanra ti Layer fiimu jẹ diẹ sii ju 5μm, isunmọ ipilẹ fiimu yoo dinku.
2, Olona-Layer, olona-paati TiN bo
Pẹlu ohun elo mimu ati ibigbogbo ti awọn aṣọ TiN, awọn iwadii diẹ sii ati siwaju sii wa lori bii o ṣe le mu ilọsiwaju ati imudara awọn aṣọ TiN.Ni awọn ọdun aipẹ, awọn ohun elo ti o ni nkan ti o pọju ati awọn ohun elo ti o pọju ti ni idagbasoke ti o da lori awọn ohun elo TiN alakomeji, gẹgẹbi Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix, Cr1-x) N, TiN / Al2O3, bbl Nipa fifi awọn eroja bii Al ati Si si awọn ohun elo TiN, resistance si oxidation otutu ti o ga julọ ati lile ti awọn ohun elo le dara si, lakoko ti o nfi awọn eroja bii B le mu ki o lagbara ati adhesion agbara ti awọn aṣọ.
Nitori idiju ti akojọpọ paati pupọ, ọpọlọpọ awọn ariyanjiyan lo wa ninu iwadi yii.Ninu iwadi ti (Tix, Cr1-x) N awọn ohun elo multicomponent, ariyanjiyan nla wa ninu awọn abajade iwadi.Diẹ ninu awọn eniyan gbagbọ pe (Tix, Cr1-x) N awọn aṣọ da lori TiN, ati Cr le wa nikan ni irisi aropo ojutu to lagbara ni matrix TiN dot matrix, ṣugbọn kii ṣe gẹgẹ bi ipele CrN lọtọ.Awọn ijinlẹ miiran fihan pe nọmba awọn ọta Cr ti o rọpo taara Ti awọn atomu ni (Tix, Cr1-x) N ti a bo ni opin, ati pe Cr ti o ku wa ni ipo ẹyọkan tabi fọọmu awọn agbo ogun pẹlu N. Awọn abajade idanwo fihan pe afikun ti Cr si awọn ti a bo din dada patiku iwọn ati ki o mu awọn líle, ati awọn líle ti awọn ti a bo Gigun awọn oniwe-ga iye nigbati awọn ibi-ogorun ti Cr Gigun 3l%, ṣugbọn awọn ti abẹnu wahala ti awọn ti a bo tun Gigun awọn oniwe-o pọju iye.
3. Miiran ti a bo Layer
Ni afikun si awọn aṣọ ibora TiN ti a lo nigbagbogbo, ọpọlọpọ awọn ohun elo amọ-ẹrọ oriṣiriṣi ni a lo fun okun dada jia.
(1)Y.Terauchi et al.ti Japan ṣe iwadii atako si yiya frictional ti titanium carbide tabi titanium nitride seramiki jia ti a fi silẹ nipasẹ ọna ifisilẹ oru.Awọn jia naa jẹ carburized ati didan lati ṣaṣeyọri líle dada ti o to HV720 ati aibikita dada ti 2.4 μm ṣaaju ki o to bo, ati pe awọn ohun elo seramiki ti pese sile nipasẹ ifasilẹ vapor kẹmika (CVD) fun titanium carbide ati nipasẹ ifisilẹ orule ti ara (PVD) fun titanium nitride, pẹlu sisanra fiimu seramiki ti o to 2 μm.Awọn ohun-ini yiya frictional ni a ṣe iwadii ni iwaju epo ati ija gbigbẹ, lẹsẹsẹ.O ti rii pe atako galling ati resistance ibere ti igbakeji jia ti ni ilọsiwaju pupọ lẹhin ti a bo pẹlu seramiki.
(2) Akopọ ti a bo Ni-P ti kemikali ati TiN ti pese sile nipasẹ fifi-iṣaaju Ni-P gẹgẹbi ipele iyipada ati lẹhinna gbe TiN silẹ.Iwadi na fihan pe líle dada ti ibora idapọpọ yii ti ni ilọsiwaju si iwọn kan, ati pe ti a bo naa dara julọ pẹlu sobusitireti ati pe o ni aabo yiya to dara julọ.
(3) WC/C, B4C tinrin fiimu
M. Murakawa et al., Department of Mechanical Engineering, Japan Institute of Technology, lo PVD ọna ẹrọ lati beebe WC/C tinrin fiimu lori dada ti jia, ati awọn oniwe-iṣẹ aye je ni igba mẹta ti o ti arinrin parun ati ilẹ murasilẹ labẹ epo- free lubrication awọn ipo.Franz J et al.lo PVD ọna ẹrọ lati beebe WC / C ati B4C tinrin fiimu lori dada ti FEZ-A ati FEZ-C jia, ati awọn ṣàdánwò fihan wipe awọn PVD ti a bo significantly din jia edekoyede, ṣe awọn jia kere ni ifaragba si gbona gluing tabi gluing, ati ki o mu awọn fifuye-ara agbara ti awọn jia.
(4) CrN fiimu
Awọn fiimu CrN jẹ iru awọn fiimu TiN ni pe wọn ni lile ti o ga julọ, ati pe awọn fiimu CrN jẹ sooro diẹ sii si ifoyina otutu otutu ju TiN, ni resistance ipata to dara julọ, aapọn inu inu kekere ju awọn fiimu TiN, ati lile to dara julọ.Chen Ling et pese fiimu idapọmọra TiAlCrN/CrN ti ko wọ asọ pẹlu isunmọ ti o da lori fiimu ti o dara julọ lori dada ti HSS, ati tun dabaa ilana isakojọpọ dislocation ti fiimu multilayer, ti iyatọ agbara dislocation laarin awọn fẹlẹfẹlẹ meji tobi, dislocation n ṣẹlẹ. ninu ọkan Layer yoo soro lati sọdá awọn oniwe-ni wiwo sinu awọn miiran Layer, bayi lara awọn dislocation stacking ni wiwo ati ki o dun awọn ipa ti okun awọn ohun elo.Zhong Bin et ṣe iwadi ipa ti akoonu nitrogen lori eto alakoso ati awọn ohun-ini yiya ti awọn fiimu CrNx, ati pe iwadi naa fihan pe Cr2N (211) diffraction tente ninu awọn fiimu ni irẹwẹsi diẹdiẹ ati pe CrN (220) tente pọ si ni ilọsiwaju pẹlu ilosoke. ti akoonu N2, awọn patikulu nla ti o wa lori oju fiimu ni diėdiė dinku ati oju ti o fẹ lati jẹ alapin.Nigbati N2 aeration jẹ 25 milimita / min (orisun arc lọwọlọwọ lọwọlọwọ jẹ 75 A, fiimu CrN ti a fi silẹ ni didara dada ti o dara, líle ti o dara ati resistance yiya to dara julọ nigbati N2 aeration jẹ 25ml / min (orisun arc lọwọlọwọ lọwọlọwọ jẹ 75A, odi titẹ jẹ 100V).
(5) Superhard fiimu
Fiimu Superhard jẹ fiimu ti o lagbara pẹlu líle ti o tobi ju 40GPa, resistance yiya ti o dara julọ, resistance otutu giga ati olusọdipúpọ edekoyede ati alasọdipúpọ igbona kekere, nipataki fiimu diamond amorphous ati fiimu CN.Awọn fiimu diamond amorphous ni awọn ohun-ini amorphous, ko si ilana aṣẹ ti o gun gigun, ati pe o ni nọmba nla ti awọn iwe ifowopamọ tetrahedral CC, nitorinaa wọn tun pe ni awọn fiimu carbon amorphous tetrahedral.Gẹgẹbi iru fiimu erogba amorphous, ibora-like diamond (DLC) ni ọpọlọpọ awọn ohun-ini ti o dara julọ ti o jọra si diamond, gẹgẹ bi iṣipopada igbona giga, líle giga, modulu rirọ giga, olusọdipúpọ kekere ti imugboroosi igbona, iduroṣinṣin kemikali ti o dara, resistance yiya ti o dara ati kekere edekoyede olùsọdipúpọ.O ti han pe ti a bo awọn fiimu ti o dabi diamond lori awọn aaye jia le fa igbesi aye iṣẹ naa pọ si nipasẹ ipin kan ti 6 ati ni ilọsiwaju pataki resistance aarẹ.Awọn fiimu CN, ti a tun mọ ni awọn fiimu amorphous carbon-nitrogen films, ni igbekalẹ kirisita kan ti o jọra ti ti awọn agbo ogun covalent β-Si3N4 ati pe a tun mọ ni β-C3N4.Liu ati Cohen et al.ṣe awọn iṣiro imọ-ọrọ ti o muna ni lilo awọn iṣiro iye pseudopotential lati ipilẹ akọkọ-eda, jẹrisi pe β-C3N4 ni agbara abuda nla, eto ẹrọ iduro, o kere ju ipo iha-iduroṣinṣin kan le wa, ati modulus rirọ jẹ afiwera si diamond, pẹlu awọn ohun-ini to dara, eyiti o le ṣe imunadoko ni ilọsiwaju líle dada ati wọ resistance ti ohun elo ati dinku olùsọdipúpọ edekoyede.
(6) Miiran alloy wọ-sooro ti a bo Layer
Diẹ ninu awọn aṣọ wiwọ-sooro alloy ti tun ti gbiyanju lati lo si awọn jia, fun apẹẹrẹ, ifisilẹ ti Layer alloy Ni-P-Co lori oju ehin ti awọn ohun elo irin 45 # jẹ ohun elo alloy lati gba agbari-ọkà ultra-fine, eyi ti o le fa igbesi aye soke si awọn akoko 1.144 ~ 1.533.O tun ti ṣe iwadi pe Cu-irin Layer ati Ni-W alloy ti a bo lori ehin dada ti Cu-Cr-P alloy iron jia lati mu agbara rẹ dara;Ni-W ati Ni-Co ti a bo alloy ti wa ni lilo lori aaye ehin ti HT250 simẹnti irin jia lati mu ilọsiwaju yiya duro nipasẹ awọn akoko 4 ~ 6 ni akawe pẹlu jia ti a ko fi sii.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-07-2022