Gear coating nga teknolohiya

Ang teknolohiya sa pagdeposito sa PVD gipraktis sa daghang mga tuig ingon usa ka bag-ong teknolohiya sa pagbag-o sa nawong, labi na ang teknolohiya sa vacuum ion coating, nga nakakuha og daghang pag-uswag sa bag-ohay nga mga tuig ug karon kaylap nga gigamit sa pagtambal sa mga himan, agup-op, piston rings, gears ug uban pang mga sangkap. Ang coated gears nga giandam sa vacuum ion coating nga teknolohiya makapakunhod pag-ayo sa friction coefficient, makapauswag sa anti-wear ug pipila ka anti-corrosion, ug nahimong focus ug hot spot sa research sa natad sa gear surface strengthening technology.

Ang kasagarang mga materyales nga gigamit alang sa mga gears kay nag-una nga forged steel, cast steel, cast iron, non-ferrous metals (copper, aluminum) ug plastics. Ang steel kasagaran 45 steel, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB, 38CrMoAl. Ubos nga carbon steel nag-una nga gigamit sa 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Ang forged steel mas kaylap nga gigamit sa mga gears tungod sa mas maayo nga performance niini, samtang ang cast steel kasagarang gigamit sa paggama og mga gears nga adunay diametro> 400mm ug komplikado nga istruktura. Cast iron gears anti-glue ug pitting resistance, apan ang kakulang sa epekto ug pagsul-ob sa pagsukol, nag-una alang sa lig-on nga trabaho, ang gahum dili ubos nga tulin o dako nga gidak-on ug komplikado nga porma, mahimo nga magtrabaho ubos sa kondisyon sa kakulang sa lubrication , angay alang sa bukas nga transmission. Ang mga non-ferrous nga metal nga kasagarang gigamit mao ang tin bronze, aluminum-iron bronze ug casting aluminum alloy, nga sagad gigamit sa paggama sa mga turbine o gears, apan ang sliding ug anti-friction properties dili maayo, alang lamang sa light, medium load ug low-speed gears. Ang mga non-metallic nga materyal nga mga gear kasagarang gigamit sa pipila ka mga natad nga adunay espesyal nga mga kinahanglanon, sama sa oil-free nga lubrication ug taas nga kasaligan. Ang natad sa mga kondisyon sama sa ubos nga polusyon, sama sa mga gamit sa panimalay, kagamitan sa medikal, makinarya sa pagkaon ug makinarya sa panapton.

Gear coating nga mga materyales

Ang mga materyales sa seramik sa engineering hilabihan ka promising nga mga materyales nga adunay taas nga kalig-on ug katig-a, labi na ang maayo nga pagsukol sa kainit, ubos nga thermal conductivity ug pagpalapad sa thermal, taas nga pagsukol sa pagsul-ob ug pagsukol sa oksihenasyon. Gipakita sa daghang mga pagtuon nga ang mga materyales nga seramik sa kinaiyanhon nga resistensya sa kainit ug adunay ubos nga pagsul-ob sa mga metal. Busa, ang paggamit sa mga ceramic nga materyales imbes nga metal nga mga materyales alang sa wear-resistant nga mga bahin makapauswag sa kinabuhi sa friction sub, makatagbo sa pipila ka taas nga temperatura ug taas nga wear-resistant nga mga materyales, multi-functional ug uban pang lisud nga mga kinahanglanon. Sa pagkakaron, ang mga materyales nga seramik sa engineering gigamit sa paghimo sa mga bahin nga dili mabag-o sa kainit sa makina, mekanikal nga transmission sa mga bahin sa pagsul-ob, mga kagamitan sa kemikal sa mga bahin nga dili makasugakod sa kaagnasan ug mga bahin sa sealing, nga labi nga nagpakita sa halapad nga aplikasyon sa mga prospect sa mga materyales nga seramik.

Ang mga naugmad nga mga nasud sama sa Germany, Japan, United States, United Kingdom ug uban pang mga nasud naghatag og dakong importansya sa pagpalambo ug paggamit sa engineering ceramic nga mga materyales, pagpamuhunan og daghang salapi ug manpower aron mapalambo ang teorya sa pagproseso ug teknolohiya sa engineering ceramics. Naglunsad ang Germany og programa nga gitawag og “SFB442″, ang katuyoan niini mao ang paggamit sa teknolohiya sa PVD aron ma-synthesize ang usa ka angay nga pelikula sa ibabaw sa mga parte aron mapulihan ang posibleng makadaot nga lubricating medium sa palibot ug lawas sa tawo. Ang PW Gold ug uban pa sa Germany migamit sa pondo gikan sa SFB442 aron magamit ang PVD nga teknolohiya sa pagdeposito sa nipis nga mga pelikula sa ibabaw sa nawong sa rolling-bearing ug nakit-an nga ang mga rolling-bearing nagpalambo sa mga ligid nga lig-on ug nakaplagan nga ang ligid nga mga bearing nag-ayo. ang mga pelikula nga gibutang sa ibabaw mahimong bug-os nga mopuli sa function sa extreme pressure anti-wear additives Ang Materials Science, Technical University of Aachen, Germany, nga adunay pondo gikan sa DFG (GermanResearch Commission), nagpakita sa usa ka mahinungdanon nga pagtaas sa kakapoy nga resistensya human sa pagdeposito sa angay nga mga pelikula sa 100Cr6 steel gamit ang PVD nga teknolohiya Dugang pa, ang United States General Motors nagsugod na sa iyang VolvoS80Turbo type nga car gear surface deposition film nga naglansad sa bantog nga pelikula sa paglansad sa nawong sa Timken0; ang rehistradong marka sa pamatigayon nga MAXIT gear coating nagpakita sa Germany; ang rehistradong marka sa pamatigayon nga Graphit-iC ug Dymon-iC matag usa nga Gear coating nga adunay rehistradong marka sa pamatigayon Graphit-iC ug Dymon-iC anaa usab sa UK.

Ingon usa ka hinungdanon nga ekstra nga bahin sa mekanikal nga transmission, ang mga gear adunay hinungdanon nga papel sa industriya, mao nga hinungdanon kaayo nga praktikal nga kahinungdanon ang pagtuon sa paggamit sa mga seramik nga materyales sa mga gears. Sa pagkakaron, ang mga seramiko sa engineering nga gipadapat sa mga gears mao ang mga musunud.

1, TiN coating layer
1, TiN

Ang Ion coating nga TiN ceramic layer mao ang usa sa labing kaylap nga gigamit nga surface modified coatings nga adunay taas nga katig-a, taas nga adhesion strength, ubos nga friction coefficient, maayo nga corrosion resistance, ug uban pa. Ang panguna nga hinungdan nga nakaapekto sa paggamit sa seramik nga sapaw sa mga gears mao ang problema sa pagbugkos tali sa seramik nga sapaw ug substrate. Tungod kay ang mga kondisyon sa pagtrabaho ug ang mga hinungdan sa pag-impluwensya sa mga gear labi ka komplikado kaysa sa mga himan ug mga agup-op, ang paggamit sa usa ka coat nga TiN sa pagtambal sa nawong sa gear labi nga gidili. Bisan tuod ang ceramic coating adunay mga bentaha sa taas nga katig-a, ubos nga friction coefficient ug corrosion resistance, kini brittle ug lisud nga makakuha og mas baga nga coating, mao nga nagkinahanglan kini og taas nga katig-a ug taas nga kusog nga substrate aron suportahan ang coating aron madula ang mga kinaiya niini. Busa, ang ceramic coating kasagarang gigamit alang sa carbide ug high-speed steel surface. Ang materyal nga galamiton humok kon itandi sa seramik nga materyal, ug ang kalainan tali sa kinaiyahan sa substrate ug ang coating dako, mao nga ang kombinasyon sa coating ug ang substrate dili maayo, ug ang coating dili igo aron suportahan ang coating, nga naghimo sa coating nga dali nga mahulog sa proseso sa paggamit, dili lamang dili makadula sa mga bentaha sa ceramic coating, apan ang pagkahulog sa pagkahulog sa mga partikulo sa pagsul-ob hinungdan sa pagkaguba sa mga partikulo sa gear. galamiton. Ang kasamtangan nga solusyon mao ang paggamit sa composite surface treatment technology aron mapalambo ang bugkos tali sa seramik ug sa substrate. Ang composite surface treatment technology nagtumong sa kombinasyon sa physical vapor deposition coating ug uban pang mga surface treatment process o coatings, gamit ang duha ka managlahing surface/subsurfaces aron usbon ang nawong sa substrate nga materyal aron makakuha og composite mechanical properties nga dili makab-ot sa usa ka surface treatment process. Ang TiN composite coating nga gideposito sa ion nitriding ug PVD maoy usa sa pinaka-research nga composite coating. Ang plasma nitriding substrate ug ang TiN ceramic composite coating adunay lig-on nga bugkos ug ang pagsukol sa pagsul-ob labi nga milambo.

Ang kamalaumon nga gibag-on sa layer sa pelikula sa TiN nga adunay maayo kaayo nga pagsukol sa pagsul-ob ug pagbugkos sa base sa pelikula mga 3 ~ 4μm. Kung ang gibag-on sa layer sa pelikula dili mubu sa 2μm, ang pagsukol sa pagsul-ob dili mapauswag sa kamahinungdanon. Kung ang gibag-on sa layer sa pelikula labaw pa sa 5μm, ang film base bonding maminusan.

2, Multi-layer, multi-component nga TiN coating

Uban sa anam-anam ug kaylap nga paggamit sa TiN coatings, nagkadaghan ang mga panukiduki kung unsaon pagpauswag ug pagpauswag sa mga coating sa TiN. Sa bag-ohay nga mga tuig, multi-component coatings ug multilayer coatings naugmad base sa binary TiN coatings, sama sa Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix, Cr1-x) N, TiN/Al2O3, ug uban pa. makapauswag sa katig-a ug kalig-on sa adhesion sa mga coatings.

Tungod sa kakomplikado sa multicomponent nga komposisyon, adunay daghang mga kontrobersiya niini nga pagtuon. Sa pagtuon sa (Tix,Cr1-x)N multicomponent coatings, adunay dakong kontrobersiya sa mga resulta sa panukiduki. Ang ubang mga tawo nagtuo nga ang (Tix,Cr1-x)N coatings gibase sa TiN, ug ang Cr mahimo lamang nga anaa sa porma sa puli nga solid nga solusyon sa TiN dot matrix, apan dili isip usa ka bulag nga CrN phase. Gipakita sa ubang mga pagtuon nga ang gidaghanon sa mga atomo sa Cr nga direkta nga nag-ilis sa mga atomo sa Ti sa (Tix,Cr1-x)N nga mga coatings limitado, ug ang nahabilin nga Cr anaa sa estado sa singlet o mga porma nga mga compound nga adunay N. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga ang pagdugang sa Cr sa taklap makapakunhod sa gidak-on sa partikulo sa nawong ug makadugang sa katig-a, ug ang katig-a sa coating makaabot sa labing taas nga kantidad sa Cr, apan ang katig-a sa coating makaabot sa labing taas nga porsyento sa sulud sa Cr. sa taklap usab sa pagkab-ot sa iyang maximum nga bili.

3, Ang ubang mga sapaw layer

Gawas pa sa sagad nga gigamit nga mga coat nga TiN, daghang lainlaing mga seramika sa engineering ang gigamit alang sa pagpalig-on sa sulud sa gear.

(1)Y. Terauchi et al. sa Japan nagtuon sa resistensya sa frictional wear sa titanium carbide o titanium nitride ceramic gears nga gideposito sa vapor deposition method. Ang mga gears gi-carburized ug gipasinaw aron makab-ot ang katig-a sa nawong nga hapit HV720 ug usa ka katig-a sa nawong nga 2.4 μm sa wala pa ang coating, ug ang mga ceramic coatings giandam pinaagi sa chemical vapor deposition (CVD) para sa titanium carbide ug pinaagi sa physical vapor deposition (PVD) para sa titanium nitride, nga adunay gibag-on nga ceramic 2μm. Ang frictional wear properties gi-imbestigar sa presensya sa oil ug dry friction, matag usa. Nakaplagan nga ang galling resistance ug scratch resistance sa gear vice dako nga gipalambo human sa pagtabon sa seramik.

(2) Ang composite coating sa chemically coated Ni-P ug TiN giandam pinaagi sa pre-coating Ni-P isip transition layer ug dayon nagdeposito sa TiN. Gipakita sa pagtuon nga ang katig-a sa nawong sa kini nga composite coating gipauswag sa usa ka sukod, ug ang coating mas maayo nga nabugkos sa substrate ug adunay mas maayo nga pagsukol sa pagsul-ob.

(3) WC/C, B4C manipis nga pelikula
M. Murakawa et al., Departamento sa Mechanical Engineering, Japan Institute of Technology, migamit sa teknolohiya sa PVD sa pagdeposito sa WC/C nga nipis nga pelikula sa ibabaw sa mga gears, ug ang kinabuhi sa serbisyo niini maoy tulo ka pilo sa ordinaryo nga napalong ug ground gears ubos sa oil-free nga mga kondisyon sa lubrication. Franz J ug uban pa. migamit sa teknolohiya sa PVD sa pagdeposito sa WC/C ug B4C nga manipis nga pelikula sa ibabaw sa FEZ-A ug FEZ-C nga mga gears, ug ang eksperimento nagpakita nga ang PVD coating makapakunhod pag-ayo sa gear friction, naghimo sa gear nga dili kaayo delikado sa init nga gluing o gluing, ug gipaayo ang load-bearing capacity sa gear.

(4) Mga salida sa CrN
Ang mga salida sa CrN susama sa mga salida sa TiN tungod kay kini adunay mas taas nga katig-a, ug ang mga salida sa CrN mas makasugakod sa taas nga temperatura nga oksihenasyon kay sa TiN, adunay mas maayo nga pagsukol sa kaagnasan, mas ubos nga kapit-os sa sulod kay sa mga pelikulang TiN, ug medyo mas maayo nga pagkagahi. Si Chen Ling et nag-andam og usa ka wear-resistant nga TiAlCrN/CrN composite film nga adunay maayo kaayo nga film-based bonding sa ibabaw sa HSS, ug gisugyot usab ang dislocation stacking theory sa multilayer film, kung ang dislokasyon sa enerhiya nga kalainan tali sa duha ka mga lut-od dako, ang dislokasyon nga mahitabo sa usa ka layer mahimong lisud sa pagtabok sa interface niini ngadto sa laing layer, sa ingon nagporma sa papel sa dislokasyon sa materyal nga stacking. Gitun-an ni Zhong Bin et ang epekto sa nitrogen content sa phase structure ug frictional wear properties sa CrNx films, ug ang pagtuon nagpakita nga ang Cr2N (211) diffraction peak sa mga pelikula anam-anam nga mihuyang ug ang CrN (220) peak anam-anam nga miuswag uban ang pagtaas sa N2 content, ang dagkong mga partikulo sa ibabaw sa pelikula ug ang patag nga nawong anam-anam nga mikunhod. Sa diha nga ang N2 aeration mao ang 25 ml/min (target tinubdan arc kasamtangan mao ang 75 A, ang gideposito CrN pelikula adunay maayo nga kalidad sa nawong, maayo nga katig-a ug maayo kaayo nga pagsukol sa pagsul-ob sa diha nga ang N2 aeration mao ang 25ml/min (target tinubdan arc kasamtangan mao ang 75A, negatibo nga pressure mao ang 100V).

(5) Superhard nga pelikula
Ang superhard nga pelikula mao ang solidong pelikula nga adunay katig-a nga labaw sa 40GPa, maayo kaayo nga pagsukol sa pagsul-ob, taas nga temperatura nga pagsukol ug ubos nga friction coefficient ug ubos nga thermal expansion coefficient, kasagaran amorphous diamond film ug CN film. Ang mga pelikula nga amorphous nga diamante adunay amorphous nga mga kabtangan, wala’y taas nga gi-order nga istruktura, ug adunay daghang gidaghanon sa CC tetrahedral bond, mao nga gitawag usab kini nga tetrahedral amorphous carbon films. Isip usa ka matang sa amorphous carbon film, ang diamond-like coating (DLC) adunay daghang maayo nga mga kabtangan nga susama sa diamante, sama sa taas nga thermal conductivity, taas nga katig-a, taas nga elastic modulus, ubos nga coefficient sa thermal expansion, maayo nga kemikal nga kalig-on, maayo nga wear resistance ug ubos nga friction coefficient. Gipakita nga ang coating nga sama sa diamante nga mga pelikula sa mga sulud sa gear mahimo nga mapalugway ang serbisyo sa kinabuhi sa usa ka hinungdan nga 6 ug labi nga mapauswag ang resistensya sa kakapoy. Ang mga pelikula sa CN, nailhan usab nga amorphous carbon-nitrogen films, adunay kristal nga istruktura nga susama sa β-Si3N4 covalent compound ug nailhan usab nga β-C3N4. Liu ug Cohen et al. naghimo sa estriktong teoretikal nga mga kalkulasyon gamit ang pseudopotential band kalkulasyon gikan sa unang-kinaiyahan nga prinsipyo, gipamatud-an nga ang β-C3N4 adunay usa ka dako nga nagbugkos nga enerhiya, usa ka lig-on nga mekanikal nga istruktura, labing menos usa ka sub-stable nga estado mahimong maglungtad, ug ang pagkamaunat-unat nga modulus niini ikatandi sa diamante, nga adunay maayo nga mga kabtangan, nga epektibo nga makapauswag sa katig-a sa nawong ug makunhuran ang pagkaguba sa materyal.

(6) Ang ubang mga haluang nga wear-resistant coating layer
Ang ubang mga alloy wear-resistant coatings gisulayan usab nga i-apply sa mga gears, pananglitan, ang pagbutang sa Ni-P-Co alloy layer sa ibabaw sa ngipon sa 45 # steel gears usa ka alloy layer aron makakuha og ultra-fine grain nga organisasyon, nga makapalugway sa kinabuhi hangtod sa 1.144 ~ 1.533 ka beses. Gitun-an usab nga ang Cu metal layer ug Ni-W alloy coating gipadapat sa ibabaw sa ngipon sa Cu-Cr-P alloy cast iron gear aron mapalambo ang kusog niini; Ang Ni-W ug Ni-Co alloy coating gipadapat sa ibabaw sa ngipon sa HT250 cast iron gear aron mapauswag ang pagsukol sa pagsul-ob sa 4 ~ 6 ka beses kung itandi sa wala’y sapaw nga gamit.